JP2017532068A - Stable neural stem cells comprising exogenous polynucleotides encoding growth factors and methods of use thereof - Google Patents
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Abstract
本開示は、IGF−1などの成長因子をコードする外因性ポリヌクレオチドを含むヒト神経幹細胞を提供する。また、例えば、ALSを含む、神経変性性疾患または障害の治療のための、ヒト神経幹細胞を使用する方法が開示される。本開示は、概して、例えば、神経栄養因子を含む、成長因子をコードする外因性ポリヌクレオチドを含むヒト神経幹細胞に関する。一実施形態では、成長因子は、ヒト神経幹細胞によって安定に発現される。このようなヒト神経幹細胞は、それを必要とする対象(例えば、神経変性性疾患または障害を有するヒト対象)において神経変性性疾患または障害の治療のために使用され得る。The present disclosure provides a human neural stem cell comprising an exogenous polynucleotide encoding a growth factor such as IGF-1. Also disclosed are methods of using human neural stem cells for the treatment of neurodegenerative diseases or disorders, including, for example, ALS. The present disclosure relates generally to human neural stem cells comprising exogenous polynucleotides encoding growth factors, including, for example, neurotrophic factors. In one embodiment, the growth factor is stably expressed by human neural stem cells. Such human neural stem cells can be used for the treatment of a neurodegenerative disease or disorder in a subject in need thereof (eg, a human subject having a neurodegenerative disease or disorder).
Description
(優先権の主張)
本出願は、2015年4月15日に出願された米国仮出願番号第62/147,950号に基づく優先権および利益を主張し、そして2014年10月20日に出願された米国仮出願番号第62/066,174号に基づく優先権および利益を主張しており、これら仮出願の各々は参考として本明細書中に援用される。
(Claiming priority)
This application claims priority and benefit under US Provisional Application No. 62 / 147,950 filed on April 15, 2015, and US Provisional Application Number filed October 20, 2014. No. 62 / 066,174 claims priority and benefit, each of which is incorporated herein by reference.
(背景)
インスリン様成長因子−1(IGF−1)は、哺乳動物中枢神経系(CNS)における細胞の発達および生存において決定的な役割を果たすため、このタンパク質は、CNSに影響を及ぼす種々の状態のための潜在的に重要な治療薬と考えられてきた。動物モデルでは、ウイルスベクターおよびくも膜下腔内注射を含むいくつかの方法によるIGF−1の送達が、ALSの治療にとって有望であるとされている。しかし、臨床治験では、ヒト患者への成熟組換えIGF−1の皮下投与は、ALSの治療において有効性を実証しなかった。したがって、神経細胞喪失部位へ治療有効量のIGF−1を送達する改善された方法に対する必要性が存在する。
(background)
Because insulin-like growth factor-1 (IGF-1) plays a critical role in cell development and survival in the mammalian central nervous system (CNS), this protein is due to various conditions that affect the CNS. Has been considered a potentially important therapeutic agent. In animal models, delivery of IGF-1 by several methods, including viral vectors and intrathecal injection, has shown promise for the treatment of ALS. However, in clinical trials, subcutaneous administration of mature recombinant IGF-1 to human patients has not demonstrated efficacy in the treatment of ALS. Accordingly, there is a need for improved methods of delivering therapeutically effective amounts of IGF-1 to the site of neuronal loss.
(要旨)
本開示は、一般に、例えば、神経栄養因子を含む成長因子をコードする外因性ポリヌクレオチドを含むヒト神経幹細胞に関する。一実施形態では、成長因子は、ヒト神経幹細胞によって安定に発現される。このようなヒト神経幹細胞は、それを必要とする対象(例えば、神経変性性疾患または障害を有するヒト対象)において神経変性性疾患または障害の治療のために使用され得る。
(Summary)
The present disclosure relates generally to human neural stem cells comprising exogenous polynucleotides that encode growth factors including, for example, neurotrophic factors. In one embodiment, the growth factor is stably expressed by human neural stem cells. Such human neural stem cells can be used for the treatment of a neurodegenerative disease or disorder in a subject in need thereof (eg, a human subject having a neurodegenerative disease or disorder).
本開示は、インスリン様成長因子1(IGF−1)をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む神経幹細胞(例えば、安定なヒト神経幹細胞)を提供する。神経幹細胞は、例えば、安定な過剰発現を含めて、IGF−1を発現する。IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む神経幹細胞は、驚くべきことに、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含まない神経幹細胞と比較して有意に増大した数のGAD65陽性GABA作動性ニューロンをもたらす。 The present disclosure provides neural stem cells (eg, stable human neural stem cells) comprising an exogenous polynucleotide encoding insulin-like growth factor 1 (IGF-1). Neural stem cells express IGF-1, including, for example, stable overexpression. A neural stem cell comprising an exogenous polynucleotide encoding IGF-1 surprisingly has a significantly increased number of GAD65 positive GABAergic compared to a neural stem cell not containing an exogenous polynucleotide encoding IGF-1. Resulting in sex neurons.
本開示はまた、成長因子をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む神経幹細胞(例えば、安定なヒト神経幹細胞)も提供する。神経幹細胞は、例えば、安定な過剰発現を含めて、成長因子を発現する。 The disclosure also provides neural stem cells (eg, stable human neural stem cells) comprising an exogenous polynucleotide encoding a growth factor. Neural stem cells express growth factors, including, for example, stable overexpression.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、成長因子は、インスリン様成長因子1(IGF−1)、グリア細胞株由来神経栄養因子(GDNF)、脳由来神経栄養因子(BDNF)、ニューロトロフィン−3(NT−3)および血管内皮細胞成長因子(VEGF)からなる群から選択される神経栄養因子である。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, the growth factor is insulin-like growth factor 1 (IGF-1), glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF), brain-derived neurotrophic factor (BDNF) A neurotrophic factor selected from the group consisting of neurotrophin-3 (NT-3) and vascular endothelial growth factor (VEGF).
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、IGF−1は、IGF−1アイソフォーム4などのIGF−1アイソフォームである。上記のまたは以下の実施形態のいずれかのさらなる実施形態では、IGF−1アイソフォーム4は、配列番号1に示されるヌクレオチド配列を有する。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, IGF-1 is an IGF-1 isoform, such as IGF-1 isoform 4. In a further embodiment of any of the above or below embodiments, IGF-1 isoform 4 has the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、IGF−1アイソフォームは、N末端シグナルペプチド、成熟IGF−1タンパク質およびE−ペプチドを含む。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, the IGF-1 isoform comprises an N-terminal signal peptide, a mature IGF-1 protein and an E-peptide.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、ヒト神経幹細胞は、皮質、海馬、視床、中脳、小脳、後脳、脊髄および後根神経節からなる群から選択される組織に由来する。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, the human neural stem cell is in a tissue selected from the group consisting of cortex, hippocampus, thalamus, midbrain, cerebellum, hindbrain, spinal cord and dorsal root ganglion. Derived from.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、ヒト神経幹細胞は、胎児または胚から得られる。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, the human neural stem cell is obtained from a fetus or embryo.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、ヒト神経幹細胞は、胎齢が約5〜約20週である胎児から得られる。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, the human neural stem cells are obtained from a fetus that is about 5 to about 20 weeks old.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、ヒト神経幹細胞は、ニューロンおよび/またはグリアに分化可能である。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, the human neural stem cell is capable of differentiating into neurons and / or glia.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、ヒト神経幹細胞は、脳および/または脊髄に生着可能である。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, the human neural stem cell can be engrafted in the brain and / or spinal cord.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、ヒト神経幹細胞は、不死化される。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, the human neural stem cell is immortalized.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、ヒト神経幹細胞は、不死化遺伝子を保持するレトロウイルスによる感染によって不死化される。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, the human neural stem cell is immortalized by infection with a retrovirus that carries an immortalizing gene.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、成長因子をコードする外因性ポリヌクレオチドは、ユビキチンC(UbC)プロモーター(例えば、配列番号3で示されるヌクレオチド配列を有するユビキチンC(UbC)プロモーター)、ヒトホスホグリセリン酸キナーゼ1プロモーター、ヒトシナプシンプロモーターまたは合成CAGプロモーターと作動可能に連結している。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, the exogenous polynucleotide encoding the growth factor is a ubiquitin C (UbC) promoter (eg, ubiquitin C (UbC) having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 3. ) Promoter), human phosphoglycerate kinase 1 promoter, human synapsin promoter or synthetic CAG promoter.
本開示はまた、インスリン様成長因子1(IGF−1)をコードする外因性ポリヌクレオチドを含むヒト神経幹細胞であって、IGF−1が配列番号1に示されるヌクレオチド配列を含み、IGF−1ヌクレオチド配列が安定に発現される、ヒト神経幹細胞を提供する。 The disclosure also includes a human neural stem cell comprising an exogenous polynucleotide encoding insulin-like growth factor 1 (IGF-1), wherein IGF-1 comprises the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1, and an IGF-1 nucleotide Human neural stem cells in which the sequence is stably expressed are provided.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、ヒト神経幹細胞は、不死化される。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, the human neural stem cell is immortalized.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドは、ユビキチンC(UbC)プロモーター(例えば、配列番号3に示されるヌクレオチド配列を有するユビキチンC(UbC)プロモーター)、ヒトホスホグリセリン酸キナーゼ1プロモーター、ヒトシナプシンプロモーターまたは合成CAGプロモーターと連結している。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, the exogenous polynucleotide encoding IGF-1 is a ubiquitin C (UbC) promoter (eg, ubiquitin C having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 3 ( UbC) promoter), human phosphoglycerate kinase 1 promoter, human synapsin promoter or synthetic CAG promoter.
本開示はまた、神経変性性疾患または障害の治療のための方法であって、対象(例えば、神経変性性疾患または障害を有するヒト対象)に、治療有効量の、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む1または複数の神経幹細胞(例えば、安定なヒト神経幹細胞)を投与することを含む、方法を提供する。 The present disclosure is also a method for the treatment of a neurodegenerative disease or disorder, wherein the subject (eg, a human subject having a neurodegenerative disease or disorder) has an exogenous encoding an IGF-1 in a therapeutically effective amount. There is provided a method comprising administering one or more neural stem cells (eg, stable human neural stem cells) comprising a sex polynucleotide.
本開示はまた、神経変性性疾患または障害の治療のための方法であって、対象(例えば、神経変性性疾患または障害を有するヒト対象)に、治療有効量の、成長因子をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む1または複数の神経幹細胞(例えば、安定なヒト神経幹細胞)を投与することを含む、方法を提供する。 The disclosure is also a method for the treatment of a neurodegenerative disease or disorder, wherein the subject (eg, a human subject having a neurodegenerative disease or disorder) exogenously encodes a therapeutically effective amount of a growth factor. There is provided a method comprising administering one or more neural stem cells (eg, stable human neural stem cells) comprising a polynucleotide.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、成長因子は、インスリン様成長因子1(IGF−1)、グリア細胞株由来神経栄養因子(GDNF)、脳由来神経栄養因子(BDNF)、ニューロトロフィン−3(NT−3)および血管内皮細胞成長因子(VEGF)からなる群から選択される神経栄養因子である。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, the growth factor is insulin-like growth factor 1 (IGF-1), glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF), brain-derived neurotrophic factor (BDNF) A neurotrophic factor selected from the group consisting of neurotrophin-3 (NT-3) and vascular endothelial growth factor (VEGF).
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、IGF−1は、IGF−1アイソフォーム4などのIGF−1アイソフォームである。上記のまたは以下の実施形態のいずれかのさらなる実施形態では、IGF−1アイソフォーム4は、配列番号1に示されるヌクレオチド配列を有する。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, IGF-1 is an IGF-1 isoform, such as IGF-1 isoform 4. In a further embodiment of any of the above or below embodiments, IGF-1 isoform 4 has the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、IGF−1アイソフォームは、N末端シグナルペプチド、成熟IGF−1タンパク質およびE−ペプチドを含む。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, the IGF-1 isoform comprises an N-terminal signal peptide, a mature IGF-1 protein and an E-peptide.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、治療有効量の、1または複数のヒト神経幹細胞は、ニューロンおよび/またはグリアに分化可能である。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, the therapeutically effective amount of one or more human neural stem cells is capable of differentiating into neurons and / or glia.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、治療有効量の1または複数のヒト神経幹細胞は、脳または脊髄に生着可能である。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, a therapeutically effective amount of one or more human neural stem cells can be engrafted in the brain or spinal cord.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、成長因子をコードする外因性ポリヌクレオチドは、ユビキチンC(UbC)プロモーター(例えば、配列番号3で示されるヌクレオチド配列を有するユビキチンC(UbC)プロモーター)、ヒトホスホグリセリン酸キナーゼ1プロモーター、ヒトシナプシンプロモーターまたは合成CAGプロモーターと作動可能に連結している。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, the exogenous polynucleotide encoding the growth factor is a ubiquitin C (UbC) promoter (eg, ubiquitin C (UbC) having the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 3. ) Promoter), human phosphoglycerate kinase 1 promoter, human synapsin promoter or synthetic CAG promoter.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、神経変性性疾患または障害は、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、脊髄損傷(SCI)、外傷性脳傷害(TBI)、アルツハイマー病(AD)、認知症、軽度認知障害、糖尿病、糖尿病関連CNS合併症、末梢神経障害、レチナール神経障害または多発性硬化症である。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, the neurodegenerative disease or disorder is amyotrophic lateral sclerosis (ALS), spinal cord injury (SCI), traumatic brain injury (TBI), Alzheimer's. Disease (AD), dementia, mild cognitive impairment, diabetes, diabetes-related CNS complications, peripheral neuropathy, retinal neuropathy or multiple sclerosis.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、脊髄損傷は、外傷性脊髄損傷または虚血性脊髄損傷である。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, the spinal cord injury is traumatic spinal cord injury or ischemic spinal cord injury.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、治療有効量の1または複数の神経幹細胞は、神経変性の領域に注射される。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, a therapeutically effective amount of one or more neural stem cells is injected into the area of neurodegeneration.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、治療有効量の1または複数の神経幹細胞は、神経変性の領域中の約5〜約50部位に投与される。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, a therapeutically effective amount of one or more neural stem cells is administered at about 5 to about 50 sites in the area of neurodegeneration.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、1または複数の部位は、およそ100ミクロン〜約5000ミクロンの距離だけ離れている。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, the one or more sites are separated by a distance of approximately 100 microns to about 5000 microns.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、治療有効量の1または複数の神経幹細胞のうち、少なくとも20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%またはそれ超が、神経変性の領域でニューロンを生成可能である。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, at least 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% of a therapeutically effective amount of one or more neural stem cells. 90%, 95% or more can generate neurons in the area of neurodegeneration.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、対象はヒトである。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, the subject is a human.
本開示はまた、成長因子をコードする外因性ポリヌクレオチドを含み、成長因子が安定に発現される、ヒト神経幹細胞を作製する方法であって、1または複数のヒト神経幹細胞を得ることと、ポリD−リシンおよびフィブロネクチンでプレコーティングされた組織培養処理ディッシュ上に1または複数の神経幹細胞をプレーティングすることと、1または複数の神経幹細胞を成長培地(例えば、血清不含成長培地)中で培養することと、1または複数の神経幹細胞を増殖させて、増殖した神経幹細胞の集団を産生することと、神経幹細胞に、成長因子をコードするベクターを感染させることとを含む、方法を提供する。一実施形態では、増殖した神経幹細胞は、増殖した神経幹細胞に、不死化遺伝子をコードするレトロウイルスを感染させることによって不死化される。 The disclosure also includes a method of making a human neural stem cell comprising an exogenous polynucleotide encoding a growth factor, wherein the growth factor is stably expressed, obtaining one or more human neural stem cells; Plating one or more neural stem cells on a tissue culture treated dish pre-coated with D-lysine and fibronectin and culturing the one or more neural stem cells in a growth medium (eg, serum-free growth medium) A method comprising: expanding one or more neural stem cells to produce a population of expanded neural stem cells; and infecting the neural stem cells with a vector encoding a growth factor. In one embodiment, expanded neural stem cells are immortalized by infecting the expanded neural stem cells with a retrovirus encoding an immortalizing gene.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、成長因子は、インスリン様成長因子1(IGF−1)、グリア細胞株由来神経栄養因子(GDNF)、脳由来神経栄養因子(BDNF)、ニューロトロフィン−3(NT−3)および血管内皮細胞成長因子(VEGF)からなる群から選択される神経栄養因子である。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, the growth factor is insulin-like growth factor 1 (IGF-1), glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF), brain-derived neurotrophic factor (BDNF) A neurotrophic factor selected from the group consisting of neurotrophin-3 (NT-3) and vascular endothelial growth factor (VEGF).
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、IGF−1は、IGF−1アイソフォーム4などのIGF−1アイソフォームである。上記のまたは以下の実施形態のいずれかのさらなる実施形態では、IGF−1アイソフォーム4は、配列番号1に示されるヌクレオチド配列を有する。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, IGF-1 is an IGF-1 isoform, such as IGF-1 isoform 4. In a further embodiment of any of the above or below embodiments, IGF-1 isoform 4 has the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、IGF−1アイソフォームは、N末端シグナルペプチド、成熟IGF−1タンパク質およびE−ペプチドを含む。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, the IGF-1 isoform comprises an N-terminal signal peptide, a mature IGF-1 protein and an E-peptide.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、ヒト神経幹細胞は、中絶されたヒト胎児から死後単離された組織から得られる。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, human neural stem cells are obtained from tissue isolated post mortem from an aborted human fetus.
上記のまたは以下の実施形態のいずれかの一実施形態では、ヒト神経幹細胞は、Myc−ER融合遺伝子のコピーを有する複製欠陥レトロウイルスで感染される。 In one embodiment of any of the above or below embodiments, human neural stem cells are infected with a replication defective retrovirus having a copy of the Myc-ER fusion gene.
本開示は、対象の脳におけるアミロイドベータ(Aβ)沈着を低減する、対象の脳(例えば、海馬および/または皮質)におけるAβ沈着物を排除する、または対象の脳におけるAβ蓄積を防ぐ方法であって、対象の脳の1または複数の領域に、治療有効量の、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む1または複数のヒト神経幹細胞を投与することを含む、方法を提供する。 The present disclosure is a method of reducing amyloid beta (Aβ) deposition in a subject's brain, eliminating Aβ deposits in a subject's brain (eg, hippocampus and / or cortex), or preventing Aβ accumulation in a subject's brain. Providing a therapeutically effective amount of one or more human neural stem cells comprising an exogenous polynucleotide encoding IGF-1 to one or more regions of the subject's brain.
本開示は、対象の脳(例えば、海馬および/または皮質)においてコリン作動性ニューロンの数を増大させる方法であって、対象の脳の1または複数の領域に、治療有効量の、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む1または複数のヒト神経幹細胞を投与することを含む、方法を提供する。 The present disclosure is a method of increasing the number of cholinergic neurons in a subject's brain (eg, hippocampus and / or cortex), wherein a therapeutically effective amount of IGF-1 is applied to one or more regions of the subject's brain. A method comprising administering one or more human neural stem cells comprising an exogenous polynucleotide encoding.
本開示はまた、対象の脳においてシナプスを修復する方法であって、対象の脳の1または複数の領域に、治療有効量の、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む1または複数のヒト神経幹細胞を投与することを含む、方法を提供する。 The present disclosure is also a method of repairing synapses in a subject's brain, comprising one or more exogenous polynucleotides encoding IGF-1 in one or more regions of the subject's brain. A method is provided comprising administering human neural stem cells.
本開示は、対象の記憶および/または認知を修復するための方法であって、対象の脳の1または複数の領域に、治療有効量の、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む1または複数のヒト神経幹細胞を投与することを含む、方法を提供する。 The present disclosure is a method for restoring memory and / or cognition in a subject comprising a therapeutically effective amount of an exogenous polynucleotide encoding IGF-1 in one or more regions of the subject's brain 1 Or a method comprising administering a plurality of human neural stem cells.
前述の発明の概要ならびに以下の本開示の詳細な説明は、添付の図面とともに読まれるとより理解される。本開示を例示する目的で、現在好ましい実施形態が図において示される。しかし、本開示は、示される正確な配置、実施例および手段に制限されないということは理解されなくてはならない。 The foregoing summary, as well as the following detailed description of the disclosure, will be better understood when read in conjunction with the appended drawings. For the purpose of illustrating the present disclosure, presently preferred embodiments are shown in the drawings. However, it should be understood that this disclosure is not limited to the precise arrangements, examples, and instrumentalities shown.
(詳細な説明)
本開示は、例えば、神経栄養因子を含む成長因子をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む神経幹細胞(例えば、胎児または胚に由来するヒト神経幹細胞)であって、成長因子が神経幹細胞によって安定に発現される、神経幹細胞を提供する。本発明者らは、驚くべきことに、神経幹細胞が神経細胞喪失部位に生着し、治療有効量で、例えば、成熟IGF−1などの神経栄養因子を含む成長因子を安定に発現することができることを発見した。神経栄養因子として、例えば、インスリン様成長因子1(IGF−1)(例えば、配列番号1に示される配列を有するIGF−1アイソフォーム)、グリア細胞株由来神経栄養因子(GDNF)、脳由来神経栄養因子(BDNF)、ニューロトロフィン−3(NT−3)または血管内皮細胞成長因子(VEGF)を挙げることができる。しかし、本開示において使用するための、神経幹細胞によって分泌され得る任意のタンパク質が企図される。このようなヒト神経幹細胞は、神経幹細胞株から得ることができ、それだけには限らないが、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、脊髄損傷(SCI)、外傷性脳傷害(TBI)、アルツハイマー病(AD)、認知症、軽度認知障害、糖尿病、糖尿病関連CNS合併症、末梢神経障害、レチナール神経障害および多発性硬化症を含めた種々のCNS適応症を含む神経変性性疾患または障害の治療のために使用され得る。
(Detailed explanation)
The present disclosure relates to a neural stem cell (eg, a human neural stem cell derived from a fetus or embryo) that includes an exogenous polynucleotide encoding a growth factor including, for example, a neurotrophic factor, wherein the growth factor is stably expressed by the neural stem cell A neural stem cell is provided. The inventors have surprisingly found that neural stem cells engraft at the site of neuronal loss and stably express growth factors, including neurotrophic factors such as mature IGF-1, in a therapeutically effective amount. I found it possible. Examples of neurotrophic factors include insulin-like growth factor 1 (IGF-1) (for example, IGF-1 isoform having the sequence shown in SEQ ID NO: 1), glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF), brain-derived nerve Mention may be made of trophic factor (BDNF), neurotrophin-3 (NT-3) or vascular endothelial growth factor (VEGF). However, any protein that can be secreted by neural stem cells for use in the present disclosure is contemplated. Such human neural stem cells can be obtained from neural stem cell lines, including but not limited to amyotrophic lateral sclerosis (ALS), spinal cord injury (SCI), traumatic brain injury (TBI), Alzheimer's disease (AD), treatment of neurodegenerative diseases or disorders including various CNS indications including dementia, mild cognitive impairment, diabetes, diabetes-related CNS complications, peripheral neuropathy, retinal neuropathy and multiple sclerosis Can be used for.
驚くべきことに、本発明者らは、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含み、IGF−1がヒト神経幹細胞によって安定に発現される、ヒト神経幹細胞が、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含まない神経幹細胞に対して、有意に増大した数のGAD65陽性GABA作動性ニューロンをもたらす(すなわち、それに分化し得る、および/またはその成長を支持し得る)ことを発見した。マウスモデルおよびヒト患者においてGABA作動性ニューロンに特異的な変性が報告されているので、これは、アルツハイマー病と治療上関連がある(Lorethら(2012年)、Neurobiol Dis、2012年、47巻(1号):1〜12頁;Schwabら(2013年)、J Alzheimers Dis、2013年、33巻(4号):1073〜88頁)。したがって、IGF−1を安定に発現する神経幹細胞の移植は、de novo GABA作動性ニューロンの供給源を提供して、アルツハイマー病において選択的に喪失したものと置き換えられ、脳において重要な神経回路網を修復する。 Surprisingly, the inventors include an exogenous polynucleotide that encodes IGF-1, wherein IGF-1 is stably expressed by human neural stem cells, wherein the human neural stem cell is an exogenous that encodes IGF-1. It has been discovered that neural stem cells that do not contain sex polynucleotides result in a significantly increased number of GAD65-positive GABAergic neurons (ie, that can differentiate into it and / or support its growth). Since degeneration specific to GABAergic neurons has been reported in mouse models and human patients, this is therapeutically associated with Alzheimer's disease (Loreth et al. (2012) Neurobiol Dis, 2012, 47 ( 1): 1-12; Schwab et al. (2013), J Alzheimers Dis, 2013, 33 (4): 1073-88). Thus, transplantation of neural stem cells that stably express IGF-1 provides a source of de novo GABAergic neurons, replacing those selectively lost in Alzheimer's disease, which are important neural networks in the brain To repair.
成長因子を発現する本開示の神経幹細胞は、脳および脊髄中に効率的に生着し、ニューロンおよびグリアに一斉に分化し、宿主組織に組み込まれるので、安定で、多分化能であり得る。このような組込みは、宿主ニューロンとグラフトされた幹細胞由来ニューロンの間のシナプス結合の形成を含む。CNSにおける安定な生着および組込みの利点は、細胞グラフトおよびそれによる成長因子の産生は、細胞が生存している限り、一定であり、安定であり得るということである。さらに、宿主ニューロンとグラフトされたニューロンの間のシナプス連絡の形成は、損傷または罹患したニューロンに隣接するシナプスおよび間質性空間への成長因子の直接送達を可能にする。さらに、神経幹細胞自体は、治療効果があり、さまざまな既知成長因子を産生し、疾患過程に向けて失われ得るニューロンに置き換えられる。 The neural stem cells of the present disclosure that express growth factors can be stable and multipotent because they efficiently engraft in the brain and spinal cord, differentiate simultaneously into neurons and glia, and are incorporated into host tissues. Such integration involves the formation of synaptic connections between host neurons and grafted stem cell-derived neurons. The advantage of stable engraftment and integration in the CNS is that cell grafting and thereby production of growth factors can be constant and stable as long as the cells are alive. Furthermore, the formation of synaptic connections between host neurons and grafted neurons allows direct delivery of growth factors to the synapses and interstitial spaces adjacent to damaged or diseased neurons. In addition, neural stem cells themselves are replaced by neurons that are therapeutic and produce various known growth factors that can be lost towards the disease process.
さらに、本開示の神経幹細胞は、そのグリア子孫が脳および脊髄中を広く遊走し、一方、そのニューロン子孫は、注射される部位の付近に局在して留まるという利点をもたらす。この特性によって、ニューロンによる成長因子の局在化した送達またはグリアによるCNS中の広く分布した送達のいずれかを選択的に標的とすることが可能となる。IGF−1、GDNF、BDNF、NT3、NGF、VEGFなどのような神経栄養因子などの成長因子のニューロン分泌の利点は、高濃度の対応する受容体に直接隣接するシナプス間隙の限定された空間を含めて、標的細胞に隣接する細胞外間隙中に継続的に放出され、すぐに標的細胞によって取り込まれ、逆行性に輸送され得るので、少量の成長因子でさえ、治療用量に達し得るということである(Rindら(2005年)、J Neurosci、25巻:539〜549頁)。 Furthermore, the neural stem cells of the present disclosure provide the advantage that their glial progeny migrate widely in the brain and spinal cord, while their neuronal progeny remain localized near the site of injection. This property makes it possible to selectively target either localized delivery of growth factors by neurons or widely distributed delivery in the CNS by glia. The advantage of neuronal secretion of growth factors such as neurotrophic factors such as IGF-1, GDNF, BDNF, NT3, NGF, VEGF, etc. is the limited space of the synaptic cleft immediately adjacent to high concentrations of the corresponding receptors. Including, even small amounts of growth factors can reach therapeutic doses because they can be continuously released into the extracellular space adjacent to the target cell, and immediately taken up by the target cell and transported retrogradely (Rind et al. (2005), J Neurosci, 25: 539-549).
さらに、その起源またはその成長条件の結果として、所望の割合のニューロンおよび/またはグリアを生成(例えば、60%のニューロンおよび40%のグリアを生成)し得る神経幹細胞が開示される。高割合のニューロンを生成するこれらの神経幹細胞は、必要に応じて、成長因子を特定の標的領域に局所的に送達するように使用され得るのに対し、高割合のグリアを生成するものは、成長因子をより全体的に送達するように使用され得る。局所的に投与することが望ましいものであり得る成長因子の例として、それだけには限らないが、多指向性効果を有するIGF−1、NGF、NT3またはBDNFなどの神経栄養因子が挙げられる。包括的に投与することが望ましいものであり得る成長因子の例として、それだけには限らないが、リソソーム病の治療のためなどの酵素補充のためのタンパク質、サイトカインに対するモノクローナル抗体、サイトカイン受容体または成長因子受容体が挙げられる。 Further disclosed are neural stem cells capable of producing a desired proportion of neurons and / or glia (eg, producing 60% neurons and 40% glia) as a result of their origin or their growth conditions. These neural stem cells that produce a high percentage of neurons can be used to deliver growth factors locally to specific target areas as needed, whereas those that produce a high percentage of glia It can be used to deliver growth factors more globally. Examples of growth factors that may be desirable to administer locally include, but are not limited to, neurotrophic factors such as IGF-1, NGF, NT3 or BDNF that have a multidirectional effect. Examples of growth factors that may be desirable to administer comprehensively include, but are not limited to, proteins for enzyme replacement, such as for the treatment of lysosomal disease, monoclonal antibodies to cytokines, cytokine receptors or growth factors A receptor.
一実施形態では、成長因子は、例えば、図1に示されるIFG1アイソフォームを含めた、IGF−1などの神経栄養因子である。IGF−1アイソフォームは、IGF−1アイソフォーム4であり得る。一実施形態では、IGF−1アイソフォーム4は、配列番号1に示されるヌクレオチド配列(配列番号2に示されるアミノ酸配列)を有する。このアイソフォームは、3種の異なる可能性ある生物学的エフェクター:種々のIGF結合タンパク質ならびにIGF−1受容体と結合可能な成熟IGF−1タンパク質;IGF−1受容体と独立した機序によって、虚血および他の有害な状態に対する神経保護薬として作用し得るプロ−IGF−1プロセシングの際に放出されるカルボキシ(C−)末端MGFペプチド;およびプレ−プロ−IGF−1プロセシングの際に放出されるアミノ(N−)末端シグナルペプチドを含有する。 In one embodiment, the growth factor is a neurotrophic factor such as IGF-1, including, for example, the IFG1 isoform shown in FIG. The IGF-1 isoform can be IGF-1 isoform 4. In one embodiment, IGF-1 isoform 4 has the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 (amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2). This isoform is composed of three different potential biological effectors: various IGF binding proteins as well as mature IGF-1 protein capable of binding to IGF-1 receptor; by a mechanism independent of IGF-1 receptor, Carboxy (C-) terminal MGF peptide released during pro-IGF-1 processing that can act as a neuroprotective agent against ischemia and other adverse conditions; and released during pre-pro-IGF-1 processing Containing an amino (N-) terminal signal peptide.
IGF−1生物学は、複雑である。2種の異なるプロモーターの制御下で6種の異なる形態のヒトIGF−1 mRNA転写物が産生され(Barton(2006年)、J Appl Physiol、100巻:1778〜1784頁に概説されている)、そのすべてが単一の成熟IGF−1タンパク質を産生する。種々の転写物は、成熟IGF−1タンパク質に翻訳され、その時間の間に別個の切断生成物が産生される。転写物アイソフォームおよび種々の切断生成物は、組織特異的であると知られている。したがって、循環成熟IGF−1タンパク質の75%が、肝臓によって産生されるが、筋肉、腎臓および脳/脊髄を含めたいくつかのその他の組織は、その自身のIGF−1転写物およびタンパク質を産生する。また、脳におけるIGF−1レベルは、例えば、IGF−1の血漿レベルとは独立に調節される(Adamsら(2009年)、Growth Factors、27巻:181〜188頁)。特に、ラットおよびマウスIGF−1遺伝子は、ヒトIGF−1遺伝子とは異なって調節されて、種間で非同等IGF−1アイソフォームをもたらす(Barton(2006年)、Appl. Physiol. Nutr. Metab.、31巻:791〜797頁)。 IGF-1 biology is complex. Six different forms of human IGF-1 mRNA transcripts were produced under the control of two different promoters (reviewed in Barton (2006), J Appl Physiol, 100: 1778-1784), All of which produce a single mature IGF-1 protein. The various transcripts are translated into mature IGF-1 protein, during which time separate cleavage products are produced. Transcript isoforms and various cleavage products are known to be tissue specific. Thus, 75% of circulating mature IGF-1 protein is produced by the liver, but several other tissues, including muscle, kidney and brain / spinal cord, produce their own IGF-1 transcripts and proteins. To do. Also, IGF-1 levels in the brain are regulated independently of, for example, plasma levels of IGF-1 (Adams et al. (2009), Growth Factors, 27: 181-188). In particular, rat and mouse IGF-1 genes are regulated differently than human IGF-1 genes, resulting in unequal IGF-1 isoforms between species (Barton (2006), Appl. Physiol. Nutr. Metab). 31, 791-797).
CNS中の成長因子の用量(例えば、治療有効用量)および局在性は、異なるプロモーターを使用することによって、また別個の分化および遊走特性を有する異なる神経幹細胞株を使用することによって変えることができる。例えば、シナプシンプロモーターは、ニューロン子孫において主に低〜中レベルで発現を駆動し、したがって、ニューロン集団を標的とする局在化した分布を確実にするために使用され得る。対照的に、ユビキチンCプロモーターは、ニューロンおよびグリア細胞子孫の両方への発現を駆動し、成長因子のより広い分布を可能にするために使用され得る。さらに、ニワトリβ−アクチンプロモーターと融合しているサイトメガロウイルス(CMV)エンハンサーからなる合成CAGプロモーターは、成長因子の極めて高いレベルの発現を指示し得る。さらに、必要に応じて、より高い割合のニューロンを生成する神経幹細胞を使用して、成長因子を特定の標的領域に局所的に送達できるのに対し、より高い割合のグリアを生成する神経幹細胞を使用して、成長因子をより包括的に送達できる。局所的に投与することが望まれ得る成長因子の例として、それだけには限らないが、多指向性効果を有するIGF−1、NGF、NT3またはBDNFなどの神経栄養因子が挙げられる。包括的に投与することが望まれ得る成長因子の例として、それだけには限らないが、リソソーム病の治療のためなどの酵素補充のためのタンパク質、サイトカインに対するモノクローナル抗体、サイトカイン受容体または成長因子受容体が挙げられる。 The growth factor dose (eg, therapeutically effective dose) and localization in the CNS can be altered by using different promoters and by using different neural stem cell lines with distinct differentiation and migration characteristics. . For example, the synapsin promoter drives expression primarily at low to medium levels in neuronal progeny, and thus can be used to ensure a localized distribution targeting the neuronal population. In contrast, the ubiquitin C promoter can be used to drive expression to both neurons and glial progeny, allowing for a wider distribution of growth factors. Furthermore, a synthetic CAG promoter consisting of a cytomegalovirus (CMV) enhancer fused to a chicken β-actin promoter can direct very high levels of expression of growth factors. In addition, if necessary, neural stem cells that produce a higher percentage of neurons can be used to deliver growth factors locally to a specific target area, whereas neural stem cells that produce a higher percentage of glia It can be used to deliver growth factors more comprehensively. Examples of growth factors that may be desired to be administered locally include, but are not limited to, neurotrophic factors such as IGF-1, NGF, NT3 or BDNF that have a multidirectional effect. Examples of growth factors that may be desired to be administered comprehensively include, but are not limited to, proteins for enzyme replacement such as for the treatment of lysosomal disease, monoclonal antibodies to cytokines, cytokine receptors or growth factor receptors Is mentioned.
(神経幹細胞)
神経栄養因子などの成長因子をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む神経幹細胞(例えば、安定なヒト神経幹細胞)が提供される。神経栄養因子は、インスリン様成長因子1(IGF−1)、グリア細胞株由来神経栄養因子(GDNF)、脳由来神経栄養因子(BDNF)、ニューロトロフィン−3(NT−3)または血管内皮細胞成長因子(VEGF)であり得る。また、成長因子をコードする外因性ポリヌクレオチドを有する神経幹細胞を含む神経幹細胞株も提供される。神経幹細胞は、好ましくは、安定であり、60回超の細胞倍加後でさえ培養において分化しない。
(Neural stem cells)
Neural stem cells (eg, stable human neural stem cells) comprising an exogenous polynucleotide encoding a growth factor such as a neurotrophic factor are provided. Neurotrophic factors include insulin-like growth factor 1 (IGF-1), glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF), brain-derived neurotrophic factor (BDNF), neurotrophin-3 (NT-3) or vascular endothelial cells It can be a growth factor (VEGF). Also provided are neural stem cell lines comprising neural stem cells having exogenous polynucleotides that encode growth factors. Neural stem cells are preferably stable and do not differentiate in culture even after more than 60 cell doublings.
本開示は、インスリン様成長因子1(IGF−1)をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む神経幹細胞(例えば、安定なヒト神経幹細胞)を提供する。神経幹細胞は、例えば、安定な過剰発現を含めて、IGF−1を発現する。IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む神経幹細胞は、驚くべきことに、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含まない神経幹細胞と比較して、有意に増大した数のGAD65陽性GABA作動性ニューロンをもたらす。神経幹細胞は、好ましくは、安定であり、60回超の細胞倍加後でさえ培養において分化しない。 The present disclosure provides neural stem cells (eg, stable human neural stem cells) comprising an exogenous polynucleotide encoding insulin-like growth factor 1 (IGF-1). Neural stem cells express IGF-1, including, for example, stable overexpression. A neural stem cell comprising an exogenous polynucleotide encoding IGF-1 surprisingly has a significantly increased number of GAD65 positive GABA compared to a neural stem cell not containing an exogenous polynucleotide encoding IGF-1. Results in operative neurons. Neural stem cells are preferably stable and do not differentiate in culture even after more than 60 cell doublings.
本開示は、インスリン様成長因子1(IGF−1)をコードする外因性ポリヌクレオチドを発現する安定なヒト神経幹細胞を提供する。 The present disclosure provides stable human neural stem cells that express an exogenous polynucleotide encoding insulin-like growth factor 1 (IGF-1).
一実施形態では、神経栄養因子は、例えば、配列番号1に示される配列を有するIGF−1アイソフォーム4などのIGF−1アイソフォームを含めたIGF−1である。驚くべきことに、本発明者らは、配列番号1に示される配列を有するIGF−1アイソフォーム4は、神経幹細胞によって発現された場合に機能的である(例えば、その受容体と結合し、生理学的衝撃を有するシグナル伝達プロセスを開始する)ことを発見した。いくつかの先の報告が、成熟IGF−1を発現する神経幹細胞の投与は、機能的利益の提供においては有効ではない(すなわち、神経幹細胞は、疾患または障害の治療において有効ではない)と示したので、このような知見は完全に予期しないものであった。 In one embodiment, the neurotrophic factor is IGF-1, including an IGF-1 isoform such as, for example, IGF-1 isoform 4 having the sequence shown in SEQ ID NO: 1. Surprisingly, the inventors have shown that IGF-1 isoform 4 having the sequence shown in SEQ ID NO: 1 is functional when expressed by neural stem cells (eg, binds to its receptor, Initiate a signaling process with a physiological impact). Several previous reports indicate that administration of neural stem cells expressing mature IGF-1 is not effective in providing a functional benefit (ie, neural stem cells are not effective in treating a disease or disorder). As such, this finding was completely unexpected.
本明細書で使用される場合、用語「神経幹細胞」または「NSC」とは、中枢神経系(CNS)の3種の主要な細胞型:ニューロン、星状細胞および乏突起膠細胞の各々に分化する能力に従って機能的に定義され得る多分化能幹細胞を指す。本明細書で使用される場合、用語「幹細胞」とは、自己複製可能である未分化細胞を指し、これは各細胞分裂について、少なくとも1つの娘細胞がまた幹細胞であることを意味する。NSCはまた、神経またはニューロン前駆細胞または神経上皮前駆体を指し得る。 As used herein, the term “neural stem cell” or “NSC” refers to differentiation into each of the three major cell types of the central nervous system (CNS): neurons, astrocytes and oligodendrocytes. Refers to pluripotent stem cells that can be functionally defined according to their ability to As used herein, the term “stem cell” refers to an undifferentiated cell that is capable of self-renewal, meaning that for each cell division, at least one daughter cell is also a stem cell. NSCs can also refer to neural or neuronal progenitor cells or neuroepithelial progenitors.
本開示はまた、成長因子をコードする外因性ポリヌクレオチドを含み、成長因子が安定に発現される、ヒト神経幹細胞を作製する方法であって、1または複数のヒト神経幹細胞を得ることと、ポリD−リシンおよびフィブロネクチンでプレコーティングされた組織培養処理ディッシュ上に1または複数の神経幹細胞をプレーティングすることと、1または複数の神経幹細胞を血清不含成長培地中で培養することと、1または複数の神経幹細胞を増殖させて、増殖した神経幹細胞の集団を産生することと、増殖した神経幹細胞を不死化遺伝子をコードするレトロウイルスで感染することと、先にレトロウイルスで感染した神経幹細胞を、成長因子をコードするベクターで感染することとを含む、方法を提供する。このような不死化神経幹細胞および神経幹細胞を作製する方法は、米国特許第7,544,511号に開示されている。 The disclosure also includes a method of making a human neural stem cell comprising an exogenous polynucleotide encoding a growth factor, wherein the growth factor is stably expressed, obtaining one or more human neural stem cells; Plating one or more neural stem cells on a tissue culture treated dish pre-coated with D-lysine and fibronectin, culturing one or more neural stem cells in a serum-free growth medium, 1 or Proliferating multiple neural stem cells to produce a population of expanded neural stem cells, infecting the proliferated neural stem cells with a retrovirus encoding an immortalizing gene, and a neural stem cell previously infected with a retrovirus Infecting with a vector encoding a growth factor. Such immortalized neural stem cells and methods for producing neural stem cells are disclosed in US Pat. No. 7,544,511.
一実施形態では、NSCは、各細胞が、ニューロン、星状細胞または乏突起膠細胞に分化する能力を有するように多分化能である。別の実施形態では、各細胞が、CNSの3種の細胞型のうち2種に分化する能力を有するようにNSCは二分化能である。別の実施形態では、NSCは、in vitroでニューロンおよび星状細胞の両方を生成する少なくとも二分化能細胞を含む、またin vivoでニューロンを生成する少なくとも単分化能細胞を含む。 In one embodiment, the NSC is pluripotent so that each cell has the ability to differentiate into a neuron, astrocyte or oligodendrocyte. In another embodiment, the NSCs are bipotent so that each cell has the ability to differentiate into two of the three cell types of the CNS. In another embodiment, the NSC comprises at least a bipotent cell that generates both neurons and astrocytes in vitro, and at least a unipotent cell that generates neurons in vivo.
成長条件は、ある種の細胞型または別のものに向かう細胞の分化方向に影響を及ぼし得、これは、細胞が単一系統に向けて傾倒していないことを示す。ニューロン分化を好む培養条件では、特にヒトCNSに由来する細胞は、大部分はニューロンおよび星状細胞に向けて二分化能であり、乏突起膠細胞への分化は、最小である。したがって、開示された方法の分化した細胞培養物は、ニューロンおよび星状細胞を生じさせ得る。 Growth conditions can affect the direction of differentiation of a cell towards one cell type or another, indicating that the cell is not tilted towards a single lineage. In culture conditions that favor neuronal differentiation, especially cells derived from the human CNS are mostly bipotential towards neurons and astrocytes, and differentiation into oligodendrocytes is minimal. Thus, differentiated cell cultures of the disclosed method can give rise to neurons and astrocytes.
一実施形態では、NSCは、CNSから単離される。本明細書で使用される場合、細胞に関して用語「単離された」とは、細胞が天然に存在する(例えば、生物中で細胞が天然に存在する)、細胞がその天然環境から取り除かれるものとは異なる環境にある細胞を指す。 In one embodiment, the NSC is isolated from the CNS. As used herein, the term “isolated” with respect to a cell means that the cell is naturally occurring (eg, the cell is naturally present in an organism) and the cell is removed from its natural environment. Refers to a cell in a different environment.
NSCは、所望のニューロンの集団にとって天然に神経原性である領域から、および胚、胎児、出生後、若年性または成体組織から単離され得る。所望の細胞の集団は、疾患進行の過程で失われるか。または不活性であるこのような表現型に置き換えられるか、または補い得る特定のニューロン表現型の細胞を含み得る。一実施形態では、NSCは、脳室下帯(SVZ)から、または歯状回(DG)の顆粒細胞下帯から単離される。好ましい実施形態では、NSCは、腹側運動ニューロンの神経発生が実在する脊髄から単離され、腹側運動ニューロンの神経発生が実在する胎齢のヒト胎児発生において得られる。 NSCs can be isolated from regions that are naturally neurogenic for the desired neuronal population and from embryos, fetuses, postnatal, juvenile or adult tissues. Is the desired population of cells lost in the course of disease progression? Or it may include cells of a particular neuronal phenotype that can be replaced or supplemented by such an inactive phenotype. In one embodiment, NSCs are isolated from the subventricular zone (SVZ) or from the subcellular zone of the dentate gyrus (DG). In a preferred embodiment, NSCs are isolated from spinal cords in which ventral motor neuron neurogenesis is present and obtained in embryonic human fetal development in which ventral motor neuron neurogenesis is present.
したがって、一実施形態では、NSCは、胎齢約6.5〜約20週にて脊髄から単離される。好ましくは、NSCは、胎齢約7〜約9週にて脊髄から単離される。別の実施形態では、NSCは、胚性脊髄組織から単離される。さらに別の実施形態では、神経幹細胞は、ヒトから単離される。単離可能なNSC集団の割合は、ドナーの年齢につれて変わり得ることは理解されなくてはならない。細胞集団の増殖能もまた、ドナーの年齢につれて変わり得る。 Thus, in one embodiment, NSCs are isolated from the spinal cord at about 6.5 to about 20 weeks of gestational age. Preferably, NSCs are isolated from the spinal cord at about 7 to about 9 weeks of gestational age. In another embodiment, the NSC is isolated from embryonic spinal cord tissue. In yet another embodiment, the neural stem cell is isolated from a human. It should be understood that the percentage of NSC population that can be isolated can vary with the age of the donor. The proliferative capacity of the cell population can also vary with the age of the donor.
腹側中脳のNSCは、例えば、同一妊娠段階の脊髄から得たNSCとは異なる。特に、腹側中脳に由来するNSCは、チロシン−ヒドロキシラーゼを発現するドーパミン作動性ニューロンを生じさせ得るのに対し、脊髄に由来するNSCは、アセチルコリン産生性コリン作動性ニューロンを生成し得る。しかし、両細胞型とも、より偏在性のグルタミン酸およびGABA産生性ニューロンを同時に生成する。したがって、一実施形態では、開示された方法は、脊髄からNSCを得て、少なくとも幾分かは、アセチルコリン産生性コリン作動性ニューロンを埋め込むことによって寛解されるか、または減弱される状態を治療することを含む。 The ventral midbrain NSC is different from, for example, NSCs obtained from the spinal cord of the same pregnancy stage. In particular, NSCs derived from the ventral midbrain can generate dopaminergic neurons that express tyrosine-hydroxylase, whereas NSCs derived from the spinal cord can generate acetylcholine-producing cholinergic neurons. However, both cell types simultaneously produce more ubiquitous glutamate and GABA producing neurons. Thus, in one embodiment, the disclosed method obtains NSCs from the spinal cord to treat a condition that is ameliorated or attenuated by at least some implantation of acetylcholine producing cholinergic neurons. Including that.
NSCはまた、出生後および成体組織から単離され得る。出生後および成体組織に由来するNSCは、ニューロンおよびグリアに分化するその能力に関して、ならびにその成長および分化特徴において量的に同等である。しかし、種々の出生後および成体CNSからのNSCのin vitro単離の効率は、より豊富なNSCの集団を有する胎児組織からのNSCの単離よりもかなり低いものであり得る。それにもかかわらず、開示される方法は、胎児由来NSCと同様に、新生児および成体供給源に由来するNSCの少なくとも約30%が、in vitroでニューロンに分化することを可能にする。したがって、出生後および成体組織は、胎児由来NSCの場合において上に記載されたように使用され得る。 NSCs can also be isolated from postnatal and adult tissues. NSCs derived from postnatal and adult tissues are quantitatively equivalent in terms of their ability to differentiate into neurons and glia and in their growth and differentiation characteristics. However, the efficiency of in vitro isolation of NSCs from various postnatal and adult CNS can be significantly lower than that of NSCs from fetal tissue with a richer population of NSCs. Nonetheless, the disclosed method allows at least about 30% of NSCs derived from neonatal and adult sources to differentiate into neurons in vitro, as well as fetal-derived NSCs. Thus, postnatal and adult tissue can be used as described above in the case of fetal-derived NSCs.
一実施形態では、ヒト胎児脊髄組織が顕微鏡下で解剖される。下部頸部/上部胸部セグメントに対応する組織の領域が単離される。NSCは単離され、プールされ、フィブロネクチンおよび塩基性線維芽細胞成長因子(bFGF;FGF−2)を含有する培地中、ポリ−D−リシンコーティングされた培養容器上で増殖される。細胞は、増殖され、次いで、防腐剤および抗生物質を含まない培地中、1マイクロリットルあたり細胞約10,000個の所望の標的細胞密度に濃縮される。濃縮された細胞は、埋め込みのために新鮮なまま使用されてもよく、または後の使用のために凍結されてもよい。 In one embodiment, human fetal spinal cord tissue is dissected under a microscope. A region of tissue corresponding to the lower cervical / upper breast segment is isolated. NSCs are isolated, pooled, and grown on poly-D-lysine coated culture vessels in medium containing fibronectin and basic fibroblast growth factor (bFGF; FGF-2). The cells are grown and then concentrated to a desired target cell density of about 10,000 cells per microliter in medium without preservatives and antibiotics. The concentrated cells may be used fresh for implantation or frozen for later use.
一実施形態では、NSCは、胚幹細胞または誘導された多能性幹細胞に由来する。本明細書で使用される場合、用語「胚幹細胞」とは、身体の細胞のすべて(例えば、外−、中−および/または内胚葉細胞系統の細胞)を生じさせ得る、発達中の胚から単離された幹細胞を指す。用語「誘導された多能性幹細胞」とは、本明細書で使用される場合、体細胞よりも高い能力を有する体細胞由来の幹細胞(例えば、分化した体細胞)を指す。胚幹細胞および誘導された多能性幹細胞は、より成熟した細胞(例えば、神経幹細胞または神経前駆細胞)に分化可能である。胚性または誘導された多能性幹細胞を、in vitroでNSCに増殖および分化するために使用される方法は、例えば、Daadiら、PLoS One.、3巻(2号):e1644(2008年)に記載されたものなどであり得る。 In one embodiment, the NSCs are derived from embryonic stem cells or induced pluripotent stem cells. As used herein, the term “embryonic stem cell” refers to a developing embryo that can give rise to all of the cells of the body (eg, cells of the outer-, middle- and / or endoderm cell lineage). Refers to isolated stem cells. The term “induced pluripotent stem cell” as used herein refers to a somatic cell-derived stem cell (eg, a differentiated somatic cell) that has a higher capacity than a somatic cell. Embryonic stem cells and induced pluripotent stem cells can differentiate into more mature cells (eg, neural stem cells or neural progenitor cells). Methods used to grow and differentiate embryonic or induced pluripotent stem cells into NSCs in vitro are described, for example, by Daadi et al., PLoS One., 3 (2): e1644 (2008). And the like.
本明細書において開示されるような神経幹細胞における成長因子をコードするポリヌクレオチドの発現を調節するために使用され得るいくつかの標準分子生物学技術がある。例えば、成長因子の発現のレベルを調節および/または神経幹細胞のどの子孫が因子を発現するかを調節するために異なるプロモーターが使用され得る。例えば、ヒトユビキチンC(UbC)、PGKまたはCAGプロモーターは、本明細書において開示されるヒト神経幹細胞の分化したニューロンおよびグリア子孫において成長因子の別個のレベルの発現を付与する。PGKプロモーターは、低レベルの成長因子の産生、24時間あたり100万個の細胞あたりおよそ0.5ngのタンパク質を可能にし、UbCプロモーターは、多量の成長因子産生、24時間あたり100万個の細胞あたりおよそ2ngのタンパク質を可能にし、CAGプロモーターは、またさらに多量の成長因子産生、24時間あたり100万個の細胞あたりおよそ14ngのタンパク質を可能にする。さらに、またはあるいは、発現が駆動され、神経幹細胞の特定の子孫に限局され得る。例えば、ヒトシナプシンプロモーターは、神経幹細胞のニューロン子孫に、成長因子の発現を指示するように使用され得る。 There are a number of standard molecular biology techniques that can be used to modulate the expression of a polynucleotide encoding a growth factor in neural stem cells as disclosed herein. For example, different promoters can be used to regulate the level of expression of growth factors and / or which progeny of neural stem cells express the factor. For example, the human ubiquitin C (UbC), PGK, or CAG promoter confers distinct levels of expression of growth factors in the differentiated neurons and glial progeny of the human neural stem cells disclosed herein. The PGK promoter allows low levels of growth factor production, approximately 0.5 ng of protein per million cells per 24 hours, and the UbC promoter produces large amounts of growth factor, per million cells per 24 hours. Allowing approximately 2 ng of protein, the CAG promoter also allows for higher amounts of growth factor production, approximately 14 ng of protein per million cells per 24 hours. Additionally or alternatively, expression can be driven and restricted to specific progeny of neural stem cells. For example, the human synapsin promoter can be used to direct growth factor expression to neuronal progeny of neural stem cells.
(治療の方法)
本明細書において開示されるような神経幹細胞は、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、脊髄損傷(SCI)、外傷性脳傷害(TBI)、アルツハイマー病(AD)、認知症、軽度認知障害、糖尿病、糖尿病関連CNS合併症、末梢神経障害、レチナール神経障害または多発性硬化症などの神経変性性疾患または障害を含めた疾患または障害を治療するための方法において使用され得る。このような方法は、例えば、注射によるものを含めて、対象に、治療有効量の、本明細書において開示される神経幹細胞を投与することを含み得る。一実施形態では、開示される神経幹細胞を用いて治療された対象は、神経幹細胞の投与の前に、その間および/またはその後に免疫抑制される。
(Method of treatment)
Neural stem cells as disclosed herein are amyotrophic lateral sclerosis (ALS), spinal cord injury (SCI), traumatic brain injury (TBI), Alzheimer's disease (AD), dementia, mild cognitive impairment Can be used in a method for treating a disease or disorder, including a neurodegenerative disease or disorder, such as diabetes, diabetes-related CNS complications, peripheral neuropathy, retinal neuropathy or multiple sclerosis. Such methods can include administering to a subject a therapeutically effective amount of neural stem cells disclosed herein, including, for example, by injection. In one embodiment, a subject treated with the disclosed neural stem cells is immunosuppressed before, during and / or after administration of neural stem cells.
一部の実施形態では、疾患、障害または状態の「治療すること」または「治療」は、少なくとも部分的に、(1)疾患、障害または状態を防止すること、すなわち、疾患、障害または状態に曝露されたまたはその素因を持つが、疾患、障害もしくは状態の症状をまだ経験していない、または示していない哺乳動物において、疾患、障害もしくは状態の臨床症状が発生しないようにすること、(2)疾患、障害もしくは状態を阻害すること、すなわち、疾患、障害もしくは状態もしくはその臨床症状の発生を停止もしくは低減すること、または(3)疾患、障害もしくは状態を軽減すること、すなわち、疾患、障害もしくは状態もしくはその臨床症状を退縮することを含む。開示された神経幹細胞を投与された対象が、開示された神経幹細胞を用いて治療されない対象と比較して海馬依存性行動課題の改善を示す場合に、神経変性性疾患または障害は治療されると考えられ得る。 In some embodiments, “treating” or “treatment” of a disease, disorder or condition, at least in part, (1) preventing the disease, disorder or condition, ie, to the disease, disorder or condition. Preventing clinical manifestations of a disease, disorder or condition from occurring in a mammal that has been exposed or has a predisposition but has not yet experienced or shown symptoms of the disease, disorder or condition; (2 ) Inhibiting a disease, disorder or condition, ie, stopping or reducing the occurrence of a disease, disorder or condition or clinical symptoms thereof, or (3) reducing a disease, disorder or condition, ie disease, disorder Or withdrawing the condition or its clinical symptoms. A neurodegenerative disease or disorder is treated when a subject to whom the disclosed neural stem cells are administered exhibits an improvement in hippocampal-dependent behavioral problems compared to a subject that is not treated with the disclosed neural stem cells. Can be considered.
用語「防止」、「防止する」、「防止すること」、「抑制」、「抑制する」、「抑制すること」、「阻害する」および「阻害」は、本明細書で使用される場合、一時的または永久的に、(例えば、Aβの沈着などの病状または状態の臨床症状の発生に先立って)病状または状態の臨床徴候の発生(例えば、Aβの沈着の形成)を防止、抑制または低減するような方法(本明細書において開示されるようなNSCを投与することなど)で開始された作用の経過を指す。このような防止、抑制または低減は、有用であるために必ずしも絶対ではない。 The terms “prevent”, “prevent”, “prevent”, “suppress”, “suppress”, “suppress”, “inhibit” and “inhibit” as used herein, Prevent, suppress or reduce the occurrence of clinical signs of a disease state or condition (eg, the formation of Aβ deposits), either temporarily or permanently (eg, prior to the occurrence of clinical symptoms of the disease state or condition such as Aβ deposits) Refers to the course of action initiated by such a method (such as administering an NSC as disclosed herein). Such prevention, suppression or reduction is not necessarily absolute in order to be useful.
一部の実施形態では、「有効量」とは、本明細書で使用される場合、対象に治療効果を付与するために必要である脊髄由来神経幹細胞の量を指す。「治療有効量」とは、本明細書で使用される場合、治療されている疾患、障害または状態の1または複数の症状をある程度軽減する、投与されている十分な量の脊髄由来神経幹細胞を指す。一部の実施形態では、結果は、兆候、症状もしくは疾患の原因の低減および/または軽減または生物システムの任意のその他の所望の変更である。例えば、一部の実施形態では、治療的使用のための「有効量」は、過度の有害な副作用を伴わずに疾患症状の臨床上有意な低減を提供するのに必要な脊髄由来神経幹細胞の量である。一部の実施形態では、任意の個体の場合には、適当な「有効量」は、用量漸増試験などの技術を使用して決定される。用語「治療有効量」は、例えば、予防的に有効な量を含む。他の実施形態では、脊髄由来神経幹細胞の「有効量」は、過度の有害な副作用を伴わずに所望の薬理効果または治療的改善を達成するのに有効な量である。他の実施形態では、「有効量」または「治療有効量」は、代謝、年齢、体重、対象の全身状態、治療されている状態、治療されている状態の重症度および処方医師の判断の変動のために対象毎に変わるということが理解される。 In some embodiments, an “effective amount” as used herein refers to the amount of spinal cord-derived neural stem cells that is necessary to confer a therapeutic effect on a subject. A “therapeutically effective amount” as used herein refers to a sufficient amount of spinal cord-derived neural stem cells being administered that reduces to some extent one or more symptoms of the disease, disorder or condition being treated. Point to. In some embodiments, the result is a reduction and / or alleviation of the cause of a sign, symptom or disease or any other desired change in the biological system. For example, in some embodiments, an “effective amount” for therapeutic use is an amount of spinal cord-derived neural stem cells required to provide a clinically significant reduction in disease symptoms without undue adverse side effects. Amount. In some embodiments, for any individual, an appropriate “effective amount” is determined using techniques such as a dose escalation study. The term “therapeutically effective amount” includes, for example, a prophylactically effective amount. In other embodiments, an “effective amount” of spinal cord-derived neural stem cells is an amount effective to achieve the desired pharmacological effect or therapeutic improvement without undue adverse side effects. In other embodiments, an “effective amount” or “therapeutically effective amount” is a variation in metabolism, age, weight, subject general condition, condition being treated, severity of condition being treated and judgment of the prescribing physician. It is understood that for each subject changes.
神経幹細胞は、ALSにおいて、変性上部および下部運動ニューロンをレスキューするために運動皮質および/または脊髄灰白質中に移植され得るか、虚血性または出血性卒中の急性および慢性段階において、影響を受けたニューロンをレスキューするために、および境界域の大きさを低減するために梗塞の部位中に移植され得るか、ならびに認知症およびアルツハイマー病患者において、コリン作動性ニューロンを保護するためにマイネルト基底核中に移植され得るか、老化の際の、またはアルツハイマー病において、認知症の進行を減速するために、またはてんかんにおいて発作を低減するために、脳の海馬またはその他の領域中に移植され得るか、外傷性脳傷害における、または卒中における神経保護のために内包および脳梁などの白質域中に移植され得る。神経幹細胞は、これらの位置から脳中に迅速に遊走して、糖尿病および糖尿病関連CNS合併症などのその他の適応症の治療のためにIGF−1タンパク質を分配し得る。神経幹細胞は、筋肉終板を増大し、ALSまたは頸部脊髄損傷患者の呼吸容量を増強するために肋間筋および/または横隔膜筋中に移植され得る。神経幹細胞は、筋ジストロフィーおよび種々の運動ニューロン疾患において筋肉繊維を増大するために骨格筋中に移植され得る。神経幹細胞は、脊髄筋萎縮、延髄性筋萎縮および小脳運動失調を含めた状態によって影響を受けた運動ニューロンをレスキューするために、小脳および/または脳幹中に移植され得る。神経幹細胞は、多発性硬化症において有髄化乏突起膠細胞の再生のために脊髄内に移植され得る。神経幹細胞は、酵素欠乏症疾患において神経保護のためのIGF−1の全体的な分配のために、くも膜下腔(intrathecal space)中に、またはくも膜下腔(subarachnoid space)中に移植され得る。 Neural stem cells can be transplanted in motor cortex and / or spinal cord gray to rescue degenerated upper and lower motor neurons in ALS, or affected in the acute and chronic stages of ischemic or hemorrhagic stroke Can be transplanted into the site of infarction to rescue neurons and reduce border size, and in the Meinert basal ganglia to protect cholinergic neurons in patients with dementia and Alzheimer's disease Can be transplanted into the hippocampus or other areas of the brain to slow down the progression of dementia, or to reduce seizures in epilepsy during aging or in Alzheimer's disease, White as encapsulated and corpus callosum for neuroprotection in traumatic brain injury or in stroke It can be implanted in the region. Neural stem cells can migrate rapidly from these locations into the brain and distribute IGF-1 protein for the treatment of other indications such as diabetes and diabetes-related CNS complications. Neural stem cells can be transplanted into the intercostal and / or diaphragm muscles to increase muscle endplate and enhance the respiratory capacity of patients with ALS or cervical spinal cord injury. Neural stem cells can be transplanted into skeletal muscle to increase muscle fiber in muscular dystrophy and various motor neuron diseases. Neural stem cells can be transplanted into the cerebellum and / or brainstem to rescue motor neurons affected by conditions including spinal muscular atrophy, medullary muscular atrophy and cerebellar ataxia. Neural stem cells can be transplanted into the spinal cord for regeneration of myelinated oligodendrocytes in multiple sclerosis. Neural stem cells can be transplanted into the intrathecal space or into the subarachnoid space for global distribution of IGF-1 for neuroprotection in enzyme deficiency diseases.
本開示は、対象の脳(例えば、海馬および/または皮質)においてアミロイドベータ(Aβ)沈着(例えば、Aβ沈着のレベル)を低減する方法であって、対象の脳の1または複数の領域に、治療有効量の、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む1または複数のヒト神経幹細胞を投与することを含む、方法を提供する。対象の脳におけるAβのレベルは、治療有効量の、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む1または複数のヒト神経幹細胞が投与されていない対象の脳との比較を含め、5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、150%、200%またはそれ超低減され得る。対象の脳におけるAβのレベルは、治療有効量の、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む1または複数のヒト神経幹細胞が投与されていない対象の脳との比較を含め、2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍またはそれ超低減され得る。一部の実施形態では、対象は、アルツハイマー病を有する。 The present disclosure relates to a method of reducing amyloid beta (Aβ) deposition (eg, the level of Aβ deposition) in a subject's brain (eg, hippocampus and / or cortex), comprising: There is provided a method comprising administering a therapeutically effective amount of one or more human neural stem cells comprising an exogenous polynucleotide encoding IGF-1. The level of Aβ in the subject's brain is 5%, including a comparison with a subject's brain that has not been administered a therapeutically effective amount of one or more human neural stem cells comprising an exogenous polynucleotide encoding IGF-1. It can be reduced by 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100%, 150%, 200% or more. The level of Aβ in the subject's brain is doubled, including a comparison with a subject's brain that has not been administered a therapeutically effective amount of one or more human neural stem cells comprising an exogenous polynucleotide encoding IGF-1. It can be reduced by 3 times, 4 times, 5 times, 6 times, 7 times, 8 times, 9 times, 10 times or more. In some embodiments, the subject has Alzheimer's disease.
本開示は、対象の脳(例えば、海馬および/または皮質)においてAβ沈着物を排除するか、または対象の脳(例えば、海馬および/または皮質)においてAβ蓄積を防止する方法であって、対象の脳の1または複数の領域に、治療有効量の、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む1または複数のヒト神経幹細胞を投与することを含む、方法を提供する。一部の実施形態では、対象は、アルツハイマー病を有する。 The present disclosure is a method for eliminating Aβ deposits in a subject's brain (eg, hippocampus and / or cortex) or preventing Aβ accumulation in a subject's brain (eg, hippocampus and / or cortex), comprising: Administering one or more human neural stem cells comprising an exogenous polynucleotide encoding IGF-1 to one or more regions of the brain. In some embodiments, the subject has Alzheimer's disease.
本開示は、対象の脳(例えば、海馬および/または皮質)においてAβ蓄積を防止する方法であって、対象の脳の1または複数の領域に、治療有効量の、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む1または複数のヒト神経幹細胞を投与することを含む、方法を提供する。一部の実施形態では、対象は、アルツハイマー病を有する。 The present disclosure is a method for preventing Aβ accumulation in a subject's brain (eg, hippocampus and / or cortex), wherein the exogenous encoding a therapeutically effective amount of IGF-1 in one or more regions of the subject's brain. A method is provided comprising administering one or more human neural stem cells comprising a sex polynucleotide. In some embodiments, the subject has Alzheimer's disease.
本開示は、対象の脳(例えば、海馬および/または皮質)においてコリン作動性ニューロンの数を増大させる方法であって、対象の脳の1または複数の領域に、治療有効量の、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む1または複数のヒト神経幹細胞を投与することを含む、方法を提供する。対象の脳におけるコリン作動性ニューロンの数は、治療有効量の、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む1または複数のヒト神経幹細胞が投与されていない対象の脳との比較を含め、5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、150%、200%またはそれ超増大され得る。対象の脳におけるコリン作動性ニューロンの数は、治療有効量の、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む1または複数のヒト神経幹細胞が投与されていない対象の脳との比較を含め、2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍、10倍またはそれ超増大され得る。一部の実施形態では、対象は、アルツハイマー病を有する。 The present disclosure is a method of increasing the number of cholinergic neurons in a subject's brain (eg, hippocampus and / or cortex), wherein a therapeutically effective amount of IGF-1 is applied to one or more regions of the subject's brain. A method comprising administering one or more human neural stem cells comprising an exogenous polynucleotide encoding. The number of cholinergic neurons in the subject's brain includes a comparison with a subject's brain that has not been administered a therapeutically effective amount of one or more human neural stem cells comprising an exogenous polynucleotide encoding IGF-1. May be increased by 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100%, 150%, 200% or more . The number of cholinergic neurons in the subject's brain includes a comparison with a subject's brain that has not been administered a therapeutically effective amount of one or more human neural stem cells comprising an exogenous polynucleotide encoding IGF-1. It can be increased by 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, or more. In some embodiments, the subject has Alzheimer's disease.
本開示はまた、対象の脳においてシナプスを修復する方法であって、対象の脳の1または複数の領域に、治療有効量の、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む1または複数のヒト神経幹細胞を投与することを含む、方法を提供する。一部の実施形態では、対象は、アルツハイマー病を有する。 The present disclosure is also a method of repairing synapses in a subject's brain, comprising one or more exogenous polynucleotides encoding IGF-1 in one or more regions of the subject's brain. A method is provided comprising administering human neural stem cells. In some embodiments, the subject has Alzheimer's disease.
本開示は、対象の記憶および/または認知を修復するための方法であって、治療有効量の、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む1または複数のヒト神経幹細胞の、対象の脳の1または複数の領域への投与を含む、方法を提供する。一部の実施形態では、対象は、アルツハイマー病を有する。 The present disclosure is a method for repairing a subject's memory and / or cognition, the subject's brain of one or more human neural stem cells comprising a therapeutically effective amount of an exogenous polynucleotide encoding IGF-1. A method comprising administering to one or more regions. In some embodiments, the subject has Alzheimer's disease.
一実施形態では、NSCは、許容される薬剤担体で希釈され得る。用語「薬学的に許容される担体」とは、本明細書で使用される場合、それとともに本開示の細胞が投与され、連邦政府もしくは州政府の規制当局によって承認されているか、または動物において、より詳しくはヒトにおいて使用するための米国薬局方もしくはその他の一般に認識される薬局方に列挙される希釈剤、アジュバント、賦形剤または媒体を指す。このような薬剤担体は、水および、ピーナッツ油、ダイズ油、鉱油、ゴマ油などといった石油、動物、植物または合成起源のものを含めた油などの液体であり得る。薬剤担体は、生理食塩水、アラビアガム、ゼラチン、デンプンペースト、タルク、ケラチン、コロイドシリカ、尿素などであり得る。患者に投与される場合には、神経幹細胞および薬学的に許容される担体は無菌であり得る。細胞が静脈内に投与される場合には、水は有用な担体である。生理食塩水溶液ならびにデキストロースおよびグリセロール水溶液も、特に、注射用溶液のための液体担体として使用され得る。適した薬剤担体としてまた、グルコース、ラクトース、スクロース、モノステアリン酸グリセロール、塩化ナトリウム、グリセロール、プロピレン、グリコール、水、エタノールなどといった賦形剤が挙げられる。本組成物はまた、必要に応じて、微量の湿潤剤または乳化剤またはpH緩衝剤を含有し得る。本組成物は有利なことに、溶液、エマルジョン、徐放性製剤の形態または使用に適した任意のその他の形態をとることができる。適した担体の選択は、当業者の技術の範囲内にある。 In one embodiment, the NSC can be diluted with an acceptable drug carrier. The term “pharmaceutically acceptable carrier” as used herein with which the cells of the disclosure are administered and approved by a federal or state government regulatory authority, or in an animal, More specifically, it refers to diluents, adjuvants, excipients or vehicles listed in the US Pharmacopoeia or other commonly recognized pharmacopoeia for use in humans. Such pharmaceutical carriers can be liquids, such as water and oils, including those of petroleum, animal, vegetable or synthetic origin, such as peanut oil, soybean oil, mineral oil, sesame oil and the like. The pharmaceutical carrier can be saline, gum arabic, gelatin, starch paste, talc, keratin, colloidal silica, urea, and the like. When administered to a patient, the neural stem cells and pharmaceutically acceptable carrier can be sterile. Water is a useful carrier when cells are administered intravenously. Saline solutions and aqueous dextrose and glycerol solutions can also be employed as liquid carriers, particularly for injectable solutions. Suitable pharmaceutical carriers also include excipients such as glucose, lactose, sucrose, glycerol monostearate, sodium chloride, glycerol, propylene, glycol, water, ethanol and the like. The composition may also contain minor amounts of wetting or emulsifying agents or pH buffering agents as required. The composition may advantageously take the form of a solution, emulsion, sustained release formulation or any other form suitable for use. The selection of a suitable carrier is within the skill of one of ordinary skill in the art.
培養で増殖された神経幹細胞の操作から、種々のニューロンサブタイプを得ることができる。したがって、開示された方法に基づいて、特定のニューロンサブタイプを、その他の無関係なまたは不要な細胞から単離および精製して、必要に応じて、結果を改善でき、認知機能障害の治療のために使用できる。 Various neuronal subtypes can be obtained from manipulation of neural stem cells grown in culture. Thus, based on the disclosed methods, specific neuronal subtypes can be isolated and purified from other unrelated or unwanted cells to improve results as needed for the treatment of cognitive impairment Can be used for
開示された方法におけるNSCは、ある部位に由来し、自家移植片と同一対象内の別の部位に移植され得る。さらに、開示された方法におけるNSCは、遺伝的に同一のドナーに由来し、同系移植片として移植され得る。またさらに、開示された方法におけるNSCは、同一種の遺伝的に非同一のメンバーに由来し、同種移植片として移植され得る。あるいは、NSCは、非ヒト起源に由来し、異種移植片として移植され得る。強力な免疫抑制剤の開発に伴い、ブタ起源の神経前駆体などの非ヒト神経前駆体の同種移植片および異種移植片がヒト対象にグラフトされ得る。 The NSCs in the disclosed methods are derived from one site and can be transplanted to another site within the same subject as the autograft. Furthermore, the NSCs in the disclosed methods are derived from genetically identical donors and can be transplanted as syngeneic grafts. Still further, the NSCs in the disclosed method are derived from genetically non-identical members of the same species and can be transplanted as allografts. Alternatively, NSCs can be derived from non-human sources and transplanted as xenografts. With the development of potent immunosuppressive agents, allogeneic and xenografts of non-human neural precursors such as porcine-derived neural precursors can be grafted onto human subjects.
試料組織は、任意の標準法によって解離され得る。一実施形態では、組織は、ピペットおよび二価カチオン不含バッファー(例えば、生理食塩水)を使用する穏やかな機械的トリチュレーションによって解離されて、解離された細胞の懸濁液を形成する。大部分単細胞を得るための十分な解離は、過剰な局所細胞密度を避けることが望ましい。 The sample tissue can be dissociated by any standard method. In one embodiment, the tissue is dissociated by gentle mechanical trituration using a pipette and a divalent cation-free buffer (eg, saline) to form a suspension of dissociated cells. Sufficient dissociation to obtain mostly single cells is desirable to avoid excessive local cell density.
NSCの商業的適用の成功のためには、多数の連続継代を通じて安定な増殖および分化能を有する頑強で一定な培養物を維持することが望まれる。上記のように、培養方法は、その別個の前駆細胞特性を維持しながら、CNS発達の異なる領域および年齢に由来するNSCの個々の細胞株の長期の安定な増殖を達成するように最適化することができる。一実施形態では、幹細胞は、その全体が本明細書に参照によって組み込まれる米国特許第8,460,651号、同第8,236,299号、同第7,691,629号、同第5,753,506号、同第6,040,180号または同第7,544,511号に示される方法に従って培養され得る。 For successful commercial application of NSCs, it is desirable to maintain a robust and constant culture with stable growth and differentiation potential through multiple serial passages. As mentioned above, the culture method is optimized to achieve long-term stable growth of individual cell lines of NSCs derived from different areas and ages of CNS development while maintaining its distinct progenitor cell properties be able to. In one embodiment, the stem cells are US Pat. Nos. 8,460,651, 8,236,299, 7,691,629, 5, which are incorporated herein by reference in their entirety. , 753,506, 6,040,180 or 7,544,511.
一実施形態では、開示された方法のNSCは、移植のために事前に分化した細胞を含み得る。細胞の最大収率のためおよび手順の簡素化のために、未分化細胞の集団を主に含むコンフルエント培養物を移植のために回収する。しかし、細胞密度の増大のために、自発的に分化を開始したばかりのわずかな細胞集団が存在し得るということは理解されなくてはならない。 In one embodiment, the NSCs of the disclosed methods can include cells that have been previously differentiated for transplantation. For maximum cell yield and simplification of the procedure, confluent cultures that mainly contain a population of undifferentiated cells are harvested for transplantation. However, it should be understood that due to the increased cell density, there may be a small population of cells that has just started to differentiate.
一実施形態では、NSCは、上記の臨床使用可能なハイバーネーションまたは凍結用溶液などの溶液中に濃縮される。一実施形態では、NSCは、細胞の投与のための細胞密度と同一であっても異なっていてもよい適当な細胞密度に濃縮される。一実施形態では、投与のための細胞密度は、注射部位、有益な効果に必要な最少用量および毒性副作用考慮などの因子に応じて、マイクロリットルあたり約1,000個の細胞からマイクロリットルあたり約1,000,000個の細胞で変わり得る。 In one embodiment, the NSCs are concentrated in a solution such as the clinically usable hibernation or freezing solution described above. In one embodiment, the NSCs are concentrated to a suitable cell density that may be the same or different from the cell density for administration of the cells. In one embodiment, the cell density for administration ranges from about 1,000 cells per microliter to about per microliter, depending on factors such as injection site, minimum dose required for beneficial effects, and toxic side effects considerations. It can vary with 1,000,000 cells.
既知方法を使用するドナー細胞の低い細胞生存のために、有効な治療を試みるために比較的小さい領域への多量の細胞の送達が必要であった。しかし、注射容量は、宿主組織で発揮される静水圧であり、高注射容量に伴う長い注射時間は、手術の危険度を増悪する。さらに、ドナー細胞の過剰注射は、宿主実質組織の圧迫およびその後の損傷につながる。既知方法は、容量の制約を補おうとして、注射用の高細胞密度懸濁液の調製を必要としてきた。しかし、高細胞密度は、移植された細胞の堅固なクラスター形成を促進し、細胞遊走または広がりを阻害し、限定された領域を超える有効な治療を妨げ、宿主組織への滑らかな組込みを損なう。 Due to the low cell survival of donor cells using known methods, delivery of large amounts of cells to a relatively small area was necessary to attempt effective therapy. However, the injection volume is the hydrostatic pressure exerted on the host tissue, and the long injection time associated with the high injection volume exacerbates the risk of surgery. Furthermore, excessive injection of donor cells leads to compression and subsequent damage of the host parenchyma. Known methods have required the preparation of high cell density suspensions for injection in an attempt to compensate for volume constraints. However, high cell density promotes robust cluster formation of transplanted cells, inhibits cell migration or spread, prevents effective treatment beyond a limited area, and impairs smooth integration into host tissues.
対照的に、開示された方法によって調製された細胞のin vivoでの改善された生存の結果として、注射あたり、より少ない数の細胞しか必要でない。実際、注射の時間から6カ月後に注射された細胞の数の最大3〜4倍が存在するとわかり、開示された方法を使用して相当な量的生存が実証された。また、量的生存のために、所望の細胞用量の再現可能な投与が達成され得る。したがって、一実施形態では、NSCは、マイクロリットルあたり約1,000個から約1,000,000個の細胞の密度に濃縮される。一実施形態では、NSCは、マイクロリットルあたり約2,000個から約80,000個のNSCの密度に濃縮される。別の実施形態では、有効な生着のためにマイクロリットルあたり約5,000個から約50,000個のNSCが使用された。別の実施形態では、マイクロリットルあたり約10,000から30,000個のNSCが使用される。好ましい実施形態では、NSCは、マイクロリットルあたり約70,000個のNSCの密度に濃縮される。 In contrast, fewer cells are required per injection as a result of improved in vivo survival of cells prepared by the disclosed methods. In fact, it was found that there were up to 3-4 times the number of cells injected 6 months after the time of injection, and substantial quantitative survival was demonstrated using the disclosed method. Also, for quantitative survival, reproducible administration of the desired cell dose can be achieved. Thus, in one embodiment, NSCs are concentrated to a density of about 1,000 to about 1,000,000 cells per microliter. In one embodiment, the NSCs are concentrated to a density of about 2,000 to about 80,000 NSCs per microliter. In another embodiment, about 5,000 to about 50,000 NSCs per microliter were used for effective engraftment. In another embodiment, about 10,000 to 30,000 NSCs are used per microliter. In a preferred embodiment, NSCs are concentrated to a density of about 70,000 NSCs per microliter.
別の実施形態では、NSCは、マイクロリットルあたり約1,000〜約10,000個の細胞、マイクロリットルあたり約10,000〜約20,000個の細胞、マイクロリットルあたり約20,000〜約30,000個の細胞、マイクロリットルあたり約30,000〜約40,000個の細胞、マイクロリットルあたり約40,000〜約50,000個の細胞、マイクロリットルあたり約50,000〜約60,000個の細胞、マイクロリットルあたり約60,000〜約70,000個の細胞、マイクロリットルあたり約70,000〜約80,000個の細胞、マイクロリットルあたり約80,000〜約90,000個の細胞、またはマイクロリットルあたり約90,000〜約100,000個の細胞の密度に濃縮される。 In another embodiment, the NSCs are from about 1,000 to about 10,000 cells per microliter, from about 10,000 to about 20,000 cells per microliter, from about 20,000 to about 20,000 per microliter. 30,000 cells, about 30,000 to about 40,000 cells per microliter, about 40,000 to about 50,000 cells per microliter, about 50,000 to about 60,000 per microliter 000 cells, about 60,000 to about 70,000 cells per microliter, about 70,000 to about 80,000 cells per microliter, about 80,000 to about 90,000 cells per microliter Cells, or concentrated to a density of about 90,000 to about 100,000 cells per microliter That.
別の実施形態では、NSCは、マイクロリットルあたり約100,000〜約200,000個の細胞、マイクロリットルあたり約200,000個〜約300,000個の細胞、マイクロリットルあたり約300,000個〜約400,000個の細胞、マイクロリットルあたり約400,000個〜約500,000個の細胞、マイクロリットルあたり約500,000個〜約600,000個の細胞、マイクロリットルあたり約600,000個〜約700,000個の細胞、マイクロリットルあたり約700,000個〜約800,000個の細胞、マイクロリットルあたり約800,000個〜約900,000個の細胞、マイクロリットルあたり約900,000〜約1,000,000個の細胞の密度に濃縮される。 In another embodiment, the NSCs are about 100,000 to about 200,000 cells per microliter, about 200,000 to about 300,000 cells per microliter, about 300,000 cells per microliter. To about 400,000 cells, about 400,000 to about 500,000 cells per microliter, about 500,000 to about 600,000 cells per microliter, about 600,000 per microliter From about 700,000 cells, from about 700,000 to about 800,000 cells per microliter, from about 800,000 to about 900,000 cells per microliter, about 900, per microliter It is concentrated to a density of 000 to about 1,000,000 cells.
別の実施形態では、NSCは、注射部位あたり約100マイクロリットル未満の注射容量に懸濁されて治療領域に送達され得る。例えば、複数回の注射が行われ得るヒト対象の認知機能障害の治療において、注射部位あたり0.1および約100マイクロリットルの注射容量が使用され得る。好ましい実施形態では、NSCは、注射部位あたり約1マイクロリットルの注射容量に懸濁して治療領域に送達され得る。 In another embodiment, NSCs can be delivered to the treatment area suspended in an injection volume of less than about 100 microliters per injection site. For example, in the treatment of cognitive impairment in human subjects where multiple injections can be made, injection volumes of 0.1 and about 100 microliters per injection site can be used. In a preferred embodiment, the NSC can be delivered to the treatment area suspended in an injection volume of about 1 microliter per injection site.
一実施形態では、開示された方法は、マイクロリットルあたり約1,000〜約10,000個の細胞、マイクロリットルあたり約10,000個〜約20,000個の細胞、マイクロリットルあたり約20,000個〜約30,000個の細胞、マイクロリットルあたり約30,000個〜約40,000個の細胞、マイクロリットルあたり約40,000個〜約50,000個の細胞、マイクロリットルあたり約50,000個〜約60,000個の細胞、マイクロリットルあたり約60,000個〜約70,000個の細胞、マイクロリットルあたり約70,000個〜約80,000個の細胞、マイクロリットルあたり約80,000個〜約90,000個の細胞またはマイクロリットルあたり約90,000個〜約100,000個の細胞の細胞密度で、対象の脳の1または複数の領域中にNSCを注射することを含む。 In one embodiment, the disclosed method comprises from about 1,000 to about 10,000 cells per microliter, from about 10,000 to about 20,000 cells per microliter, about 20, 000 to about 30,000 cells, about 30,000 to about 40,000 cells per microliter, about 40,000 to about 50,000 cells per microliter, about 50 per microliter , 000 to about 60,000 cells, about 60,000 to about 70,000 cells per microliter, about 70,000 to about 80,000 cells per microliter, about per microliter 80,000 to about 90,000 cells or about 90,000 to about 100,000 per microliter In the cell density of the cells, including the injection of NSC in one or more regions of the brain of the subject.
一部の実施形態では、開示された方法は、マイクロリットルあたり約100,000個〜約200,000個の細胞、マイクロリットルあたり約200,000個〜約300,000個の細胞、マイクロリットルあたり約300,000個〜約400,000個の細胞、マイクロリットルあたり約400,000個〜約500,000個の細胞、マイクロリットルあたり約500,000個〜約600,000個の細胞、マイクロリットルあたり約600,000個〜約700,000個の細胞、マイクロリットルあたり約700,000個〜約800,000個の細胞、マイクロリットルあたり約800,000個〜約900,000個の細胞またはマイクロリットルあたり約900,000個〜約1,000,000個の細胞の細胞密度で、対象の脳の1または複数の領域にNSCを注射することを含む。 In some embodiments, the disclosed methods can include from about 100,000 to about 200,000 cells per microliter, from about 200,000 to about 300,000 cells per microliter, per microliter. About 300,000 to about 400,000 cells, about 400,000 to about 500,000 cells per microliter, about 500,000 to about 600,000 cells per microliter, microliter About 600,000 to about 700,000 cells per microliter, about 700,000 to about 800,000 cells per microliter, about 800,000 to about 900,000 cells or microliter per microliter Cell density of about 900,000 to about 1,000,000 cells per liter , It involves injection of the NSC to one or more regions of the brain of the subject.
一実施形態では、開示された方法は、マイクロリットルあたり約5,000個〜約50,000個の細胞の細胞密度でNSCを注射することを含む。好ましい実施形態では、開示された方法は、マイクロリットルあたり約70,000個の細胞の細胞密度でNSCを注射することを含む。 In one embodiment, the disclosed method comprises injecting NSC at a cell density of about 5,000 to about 50,000 cells per microliter. In a preferred embodiment, the disclosed method comprises injecting NSC at a cell density of about 70,000 cells per microliter.
一実施形態では、開示された方法は、対象の脳の1または複数の領域中に導入される、約4,000個〜約40,000個の細胞、約40,000個〜約80,000個の細胞、約80,000個〜約120,000個の細胞、約120,000個〜約160,000個の細胞、約160,000個〜約200,000個の細胞、約200,000個〜約240,000個の細胞、約240,000個〜約280,000個の細胞、約280,000個〜約320,000個の細胞、約320,000個〜約360,000個の細胞または約360,000個〜約400,000個の細胞の合計細胞数でのNSCの複数回の注射を含む。 In one embodiment, the disclosed methods are about 4,000 to about 40,000 cells, about 40,000 to about 80,000 introduced into one or more regions of the subject's brain. Cells, about 80,000 to about 120,000 cells, about 120,000 to about 160,000 cells, about 160,000 to about 200,000 cells, about 200,000 About 240,000 cells, about 240,000 to about 280,000 cells, about 280,000 to about 320,000 cells, about 320,000 to about 360,000 cells Including multiple injections of NSC with cells or a total cell number of about 360,000 to about 400,000 cells.
一部の実施形態では、開示された方法は、対象の脳の1または複数の領域中に導入される、約400,000個〜約800,000個の細胞、約800,000個〜約1,200,000個の細胞、約1,200,000個〜約1,600,000個の細胞、約1,600,000個〜約2,000,000個の細胞、約2,000,000個〜約2,400,000個の細胞、約2,400,000個〜約2,800,000個の細胞、約2,800,000個〜約3,200,000個の細胞、約3,200,000個〜約3,600,000個の細胞または約3,600,000個〜約4,000,000個の細胞の合計細胞数を用いるNSCの複数回の注射を含む。 In some embodiments, the disclosed methods are about 400,000 to about 800,000 cells, about 800,000 to about 1 introduced into one or more regions of the subject's brain. , 200,000 cells, about 1,200,000 to about 1,600,000 cells, about 1,600,000 to about 2,000,000 cells, about 2,000,000 About 2,400,000 cells, about 2,400,000 to about 2,800,000 cells, about 2,800,000 to about 3,200,000 cells, about 3 , 200,000 to about 3,600,000 cells, or multiple injections of NSC using a total cell number of about 3,600,000 to about 4,000,000 cells.
治療領域への送達のために増殖したNSCが懸濁される培地の容量は、本明細書において注射容量と呼ばれ得る。注射容量は、注射部位および組織の変性状態に応じて変わる。より詳しくは、注射容量の下限は、高細胞密度の粘性懸濁液の実際の液体取り扱いならびにクラスター形成する細胞の傾向によって決定され得る。注射容量の上限は、宿主組織を損傷することを避けるために必要である注射容量によって発揮される圧縮力の限界ならびに実際の手術時間によって決定され得る。 The volume of medium in which the NSC grown for delivery to the treatment area is suspended may be referred to herein as the injection volume. The injection volume varies depending on the site of injection and the degenerative state of the tissue. More specifically, the lower limit of the injection volume can be determined by the actual liquid handling of the high cell density viscous suspension as well as the tendency of the cells to cluster. The upper limit of the injection volume can be determined by the limit of compressive force exerted by the injection volume necessary to avoid damaging the host tissue as well as the actual operation time.
開示された方法では、細胞を所望の領域中に注射するための任意の適したデバイスが使用され得る。一実施形態では、実質的に一定な流速で一定期間にわたってマイクロリットル未満の容積を送達可能なシリンジが使用される。細胞は、ニードルまたはフレキシブルチューブまたは任意のその他の適した移動デバイスによってデバイス中に充填され得る。 In the disclosed methods, any suitable device for injecting cells into the desired area can be used. In one embodiment, a syringe is used that is capable of delivering sub-microliter volumes over a period of time at a substantially constant flow rate. Cells can be loaded into the device by needles or flexible tubes or any other suitable transfer device.
別の実施形態では、細胞は、脳中の約2〜約5部位の間で注射される。一実施形態では、細胞は、脳中の約5〜約10部位の間で注射される。一実施形態では、細胞は、脳中の約10〜約30部位の間で注射される。一実施形態では、細胞は、脳中の約10〜約50部位の間で注射される。少なくとも2つの部位は、およそ100ミクロン〜約5,000ミクロンの距離、離れ得る。一実施形態では、注射部位間の距離は、約400〜約600ミクロンである。一実施形態では、注射部位間の距離は、約100〜約200ミクロン、約200〜約300ミクロン、約300〜約400ミクロン、約400〜約500ミクロン、約500〜約600ミクロン、約600〜約700ミクロン、約700〜約800ミクロン、約800〜約900ミクロンまたは約900〜約1,000ミクロンである。一実施形態では、注射部位間の距離は、約1,000〜約2,000ミクロン、約2,000〜約3,000ミクロン、約3,000〜約4,000ミクロンまたは約4,000〜約5,000ミクロンである。注射部位間の距離は、脊髄組織中に存在する実質的に中断されていない、連続したドナー細胞の生成に基づいて、またラットまたはブタなどの動物モデルにおいて約2〜3カ月の生存を達成すると実証された注射の平均容量に基づいて決定され得る。ヒトにおける注射の実際数および注射間の距離は、動物モデルにおける結果から推定され得る。 In another embodiment, the cells are injected between about 2 to about 5 sites in the brain. In one embodiment, the cells are injected between about 5 to about 10 sites in the brain. In one embodiment, the cells are injected between about 10 to about 30 sites in the brain. In one embodiment, the cells are injected between about 10 to about 50 sites in the brain. The at least two sites can be separated by a distance of approximately 100 microns to about 5,000 microns. In one embodiment, the distance between injection sites is about 400 to about 600 microns. In one embodiment, the distance between injection sites is about 100 to about 200 microns, about 200 to about 300 microns, about 300 to about 400 microns, about 400 to about 500 microns, about 500 to about 600 microns, about 600 to About 700 microns, about 700 to about 800 microns, about 800 to about 900 microns, or about 900 to about 1,000 microns. In one embodiment, the distance between injection sites is about 1,000 to about 2,000 microns, about 2,000 to about 3,000 microns, about 3,000 to about 4,000 microns, or about 4,000 to About 5,000 microns. The distance between injection sites is based on the generation of substantially uninterrupted, continuous donor cells present in the spinal cord tissue and achieves survival of about 2-3 months in animal models such as rats or pigs. It can be determined based on the average volume of demonstrated injections. The actual number of injections in humans and the distance between injections can be estimated from results in animal models.
開示された方法のNSCは、in vivoで多数のニューロンを生成し得る。NSCが、移植に先立って明白に事前に分化していない場合には、NSCは、分化の前にin vivoで最大2〜4細胞分裂まで増殖し得、それによって、有効なドナー細胞の数をさらに増大する。ニューロンは、分化すると特定の神経伝達物質を分泌する。さらに、ニューロンは、in vivoで移植片の周囲の環境中に、成長因子、酵素およびその他のタンパク質または種々の状態のために有益である物質を分泌する。したがって、埋め込まれた細胞の、in vivoで多数のニューロンを生成する能力のために、また認知機能障害が、ニューロン由来要素を含めた要素が失われることによって引き起こされ得るか、またはその喪失の結果であり得るので、開示された方法によって種々の状態が治療され得る。したがって、成長因子、酵素およびその他のタンパク質などのこのようなニューロン由来要素がないために認知機能障害を患っている対象は、開示された方法によって有効に治療され得る。 The NSC of the disclosed method can generate a large number of neurons in vivo. If NSCs are not clearly pre-differentiated prior to transplantation, NSCs can grow up to 2-4 cell divisions in vivo prior to differentiation, thereby reducing the number of effective donor cells. Further increase. Neurons secrete specific neurotransmitters when differentiated. In addition, neurons secrete growth factors, enzymes and other proteins or substances that are beneficial for various conditions into the environment surrounding the graft in vivo. Thus, because of the ability of the implanted cells to generate a large number of neurons in vivo, and cognitive dysfunction can be caused by the loss of elements, including neuron-derived elements, or the consequence of that loss As such, various conditions can be treated by the disclosed methods. Thus, subjects suffering from cognitive impairment due to the absence of such neuron-derived elements such as growth factors, enzymes and other proteins can be effectively treated by the disclosed methods.
一実施形態では、ある量のNSCを含む組成物は、静脈内投与、例えば、ボーラスとして、または一定期間にわたる連続注入によって、筋肉内、腹腔内、脳髄内、静脈内、皮下、関節内、滑液嚢内、またはくも膜下腔内経路によってなどの既知方法に従って対象に投与され得る。細胞の脳髄内、くも膜下腔内、静脈内、腹腔内または皮下投与が好ましく、脳髄内、くも膜下腔内または静脈内経路は特に好ましい。しかし、当技術分野で周知のその他の細胞投与パラダイムも使用され得る。 In one embodiment, the composition comprising an amount of NSC is administered intramuscularly, intraperitoneally, intracerebral, intravenously, subcutaneously, intraarticularly, by intravenous administration, for example, as a bolus or by continuous infusion over a period of time. It can be administered to a subject according to known methods, such as by the sac or by the intrathecal route. Intramedullary, intrathecal, intravenous, intraperitoneal or subcutaneous administration of cells is preferred, and intracerebral, intrathecal or intravenous routes are particularly preferred. However, other cell administration paradigms well known in the art can also be used.
一実施形態では、本発明のNSCの組成物は、注射用製剤として製剤化され、例えば、脳髄内送達に適した有効成分の水溶液または懸濁液を含む。注射用、特に、大脳内送達用の組成物を調製する場合には、約7未満の、または約6未満の、例えば、約2〜約7、約3〜約6または約3〜約5のpHに緩衝された張力調節剤の水溶液を含む連続相が存在し得る。張力修飾因子は、例えば、塩化ナトリウム、グルコース、マンニトール、トレハロース、グリセロールまたは血液と等張な製剤の浸透圧を付与するその他の薬剤を含み得る。あるいは、製剤化において多量の張力修飾因子が使用される場合には、血液と等張な混合物を付与するように薬学的に許容される希釈剤を用いて注射に先立って希釈され得る。 In one embodiment, the NSC compositions of the present invention are formulated as injectable formulations and include, for example, aqueous solutions or suspensions of active ingredients suitable for intracerebral delivery. When preparing a composition for injection, particularly intracerebral delivery, less than about 7, or less than about 6, such as about 2 to about 7, about 3 to about 6, or about 3 to about 5. There may be a continuous phase comprising an aqueous solution of a tension modifier buffered to pH. Tension modifiers can include, for example, sodium chloride, glucose, mannitol, trehalose, glycerol, or other agents that provide osmotic pressure of a formulation isotonic with blood. Alternatively, if a large amount of tension modifier is used in the formulation, it can be diluted prior to injection with a pharmaceutically acceptable diluent to provide an isotonic mixture with blood.
上記の方法のいずれかの一部の実施形態では、NSCを含む組成物が1回投与される。上記の方法のいずれかの一部の実施形態では、最初の用量、NSCを含む組成物の投与に、1回または複数回のその後の用量の投与が続く。本開示の方法において使用され得る投与レジメンの例(例えば、第1の用量と1回または複数回のその後の用量の間の間隔)として、週に約1回から12カ月に約1回の間隔、2週間に約1回から6カ月に約1回の間隔、1カ月に約1回から6カ月に約1回の間隔、1カ月に約1回から3カ月に約1回の間隔または3カ月に約1回から6カ月に約1回の間隔が挙げられる。一部の実施形態では、投与は、毎月、2カ月毎、3カ月毎、4カ月毎、5カ月毎、6カ月毎または疾患再発の際である。 In some embodiments of any of the above methods, the composition comprising NSC is administered once. In some embodiments of any of the above methods, administration of the first dose, a composition comprising NSC, is followed by administration of one or more subsequent doses. As an example of a dosing regimen that can be used in the methods of the present disclosure (eg, an interval between a first dose and one or more subsequent doses), an interval of about once a week to about once every 12 months About once every two weeks, about once every six months, about once every month, about once every six months, about once every one month, about once every three months, or 3 An interval of about once a month to about once every 6 months can be mentioned. In some embodiments, administration is monthly, every 2 months, every 3 months, every 4 months, every 5 months, every 6 months, or upon disease recurrence.
一実施形態では、NSCは、約5から約50部位の間で注射される。一実施形態では、NSCは、約10から約30部位の間で注射される。部位のうち少なくとも2つは、およそ100ミクロン〜約5000ミクロンの距離、離れ得る。一実施形態では、注射部位間の距離は、約400〜約600ミクロンである。ヒトにおける注射の実際数は、動物モデルにおける結果から推定され得る。 In one embodiment, the NSC is injected between about 5 to about 50 sites. In one embodiment, the NSC is injected between about 10 to about 30 sites. At least two of the sites can be separated by a distance of approximately 100 microns to about 5000 microns. In one embodiment, the distance between injection sites is about 400 to about 600 microns. The actual number of injections in humans can be estimated from results in animal models.
本開示の方法は、NSCの注射の前に、それとともに、またはその後で1または複数の免疫抑制薬の投与を含み得る。 The methods of the present disclosure can include administration of one or more immunosuppressive drugs before, with, or after the injection of NSCs.
一部の実施形態では、NSCおよび免疫抑制薬は、同時投与され得る。療法を構成するNSCおよび免疫抑制薬は、組み合わせた剤形であっても、実質的に同時の投与が意図される別個の剤形であってもよい。NSCおよび免疫抑制薬はまた、逐次投与され得、NSCまたは免疫抑制薬のいずれかが、複数ステップ投与を要求するレジメンによって投与される。したがって、レジメンは、別個の活性薬剤の間隔のあいた投与を用いる、NSCおよび免疫抑制薬の逐次投与を要求し得る。複数投与ステップ間の期間は、治療用化合物の効力、溶解度、バイオアベイラビリティ、血漿半減期および動態プロファイルなどのNSCおよび免疫抑制薬の特性に応じて、ならびに対象の食物経口摂取の効果および年齢および状態に応じて、例えば、数分から数時間から数日で変わり得る。標的分子濃度の日内変動もまた、最適用量間隔を左右し得る。同時に、実質的に同時にまたは逐次投与されるかにかかわらず、NSCおよび免疫抑制薬は、例えば、静脈内経路によるNSCの、および経口経路、経皮経路、静脈内経路、筋肉内経路による、または粘膜組織による直接吸収による免疫抑制薬の投与を要求するレジメンを含み得る。神経幹細胞および免疫抑制薬が、別個にまたは一緒に、経口によって、吸入スプレーによって、直腸性に、局所に、頬側に(例えば、舌下)、または非経口的に(例えば、皮下、筋肉内の、静脈内および皮内注射または注入技術)投与されるか否かにかかわらず、このような各治療用化合物は、薬学的に許容される賦形剤、希釈剤またはその他の製剤化成分の適した医薬製剤中に含有される。 In some embodiments, the NSC and the immunosuppressant drug can be co-administered. The NSCs and immunosuppressive drugs that make up the therapy may be a combined dosage form or a separate dosage form intended for substantially simultaneous administration. NSCs and immunosuppressive drugs can also be administered sequentially, with either NSCs or immunosuppressive drugs being administered by a regimen requiring multiple step administration. Thus, the regimen may require sequential administration of NSCs and immunosuppressive drugs using spaced administration of separate active agents. The duration between multiple administration steps depends on the characteristics of the NSCs and immunosuppressive drugs, such as the efficacy, solubility, bioavailability, plasma half-life and kinetic profile of the therapeutic compound, and the effect and age and condition of the subject's oral food intake Depending on, for example, it can vary from minutes to hours to days. Circadian variation of the target molecule concentration can also influence the optimal dose interval. Whether administered at the same time, substantially simultaneously or sequentially, NSCs and immunosuppressive drugs are, for example, NSCs by the intravenous route, and by the oral, transdermal, intravenous, intramuscular route, or A regimen may be required that requires administration of an immunosuppressive drug by direct absorption by mucosal tissue. Neural stem cells and immunosuppressive drugs, separately or together, orally, by inhalation spray, rectally, topically, buccal (eg sublingual), or parenterally (eg subcutaneously, intramuscularly Intravenous and intradermal injection or infusion techniques), each such therapeutic compound is administered as a pharmaceutically acceptable excipient, diluent or other formulation component. Contained in a suitable pharmaceutical formulation.
さらなる説明を行わなくても、当業者ならば、前述の説明および以下の例示的実施例を使用して、本開示の薬剤を作製および利用し、特許請求される方法を実施すると考えられる。以下の作業例は、本開示の実施を容易にするために提供されるのであって、決して、本開示の残部を制限すると解釈されてはならない。 Without further explanation, one of ordinary skill in the art would use the foregoing description and the following illustrative examples to make and utilize the agents of the present disclosure and perform the claimed methods. The following working examples are provided to facilitate the implementation of the present disclosure and should in no way be construed as limiting the remainder of the present disclosure.
本発明を、以下の実施例によってさらに例示し、これは、決して、制限と解釈されてはならない。以下の実験例において使用されるような材料および方法を以下に説明する。 The invention is further illustrated by the following examples, which should in no way be construed as limiting. The materials and methods as used in the following experimental examples are described below.
(実施例1)
(材料および方法)
(HK532調製)
ヒトHK532 NSC株(NSI−HK532およびNSI−HK532.UbC−IGF−I)は、Neuralstem,Inc.(Rockville、MD)によって提供された。手短には、HK532は、人工妊娠中絶後の胎齢8週のヒト胎児から得られた皮質組織から調製した。材料は、Neuralstem,Inc.に献体され、国立衛生研究所(National Institutes of Health)(NIH)およびFDAのガイドラインに従ってインフォームドコンセントを行った。ガイドラインは、記載されるように外部の独立した審査委員会によって審査され、承認された(Joheら(1996年)Genes Dev.、10巻(24号):3129〜40頁)。不死化遺伝子およびネオマイシン耐性遺伝子を含有するレトロウイルスベクターを使用して、皮質NSCを条件的に不死化した。不死化遺伝子は、3’末端でヒトエストロゲン受容体のC末端リガンド結合ドメインをコードするcDNA断片と融合しているヒトc−myc cDNAを含んでいた。細胞をネオマイシン耐性について選択し、単細胞株(HK532)として増殖させた。次いで、細胞株を複製欠陥組換えレンチウイルスベクターを用いて形質導入して、ヒトユビキチンC(UbC)プロモーターによって駆動されるヒトIGF−Iの発現を誘導した。得られた細胞を単細胞株として増殖させ、さらなる選択は行わなかった(HK532.UbC−IGF−I)。同一UbCプロモーター下で緑色蛍光タンパク質(GFP)を発現する対照構築物を使用するHK532の形質導入は、およそ90〜95%のGFP陽性増殖性細胞をもたらした。
Example 1
(Materials and methods)
(Preparation of HK532)
Human HK532 NSC strains (NSI-HK532 and NSI-HK532.UbC-IGF-I) are available from Neurostem, Inc. (Rockville, MD). Briefly, HK532 was prepared from cortical tissue obtained from an 8 week old human fetus after artificial abortion. Materials are from Neuralstem, Inc. And informed consent was made in accordance with National Institutes of Health (NIH) and FDA guidelines. The guidelines were reviewed and approved by an external independent review board as described (Johe et al. (1996) Genes Dev., 10 (24): 3129-40). Cortical NSCs were conditionally immortalized using retroviral vectors containing an immortalizing gene and a neomycin resistance gene. The immortalizing gene contained human c-myc cDNA fused at the 3 'end with a cDNA fragment encoding the C-terminal ligand binding domain of the human estrogen receptor. Cells were selected for neomycin resistance and grown as a single cell line (HK532). The cell line was then transduced with a replication defective recombinant lentiviral vector to induce expression of human IGF-I driven by the human ubiquitin C (UbC) promoter. The resulting cells were grown as a single cell line and were not further selected (HK532.UbC-IGF-I). Transduction of HK532 using a control construct expressing green fluorescent protein (GFP) under the same UbC promoter resulted in approximately 90-95% GFP positive proliferating cells.
(HK532培養および分化)
HK532およびHK532−IGF−I細胞両方の培養を、これまでに記載されたように実施した[42]。手短には、細胞を、10mM Hepesバッファー中の、100μg/mLのポリ−D−リシン(Millipore、Billerica、MA)を用いて24時間、続いて、PBS中の、25μg/mLのフィブロネクチンを用いて1時間コーティングされたフラスコ上で成長させた。あるいは、皮質ニューロン(CN)との共培養に先立って、ポリ−L−リシンでコーティングしたインサート上に細胞を播種した。細胞を、前駆細胞状態成長および維持のために、10ng/mLの線維芽細胞成長因子(FGF)を補給したN2B+培地(Neuralstem,Inc.、Rockville、MDによって供給される)で培養した。分化のために、細胞をFGFを含まないNSDM分化培地(4mMのL−グルタミン、20μMのL−アラニン、6μMのL−アスパラギン、67μMのL−プロリン、250nMのビタミンB12、25mg/Lのインスリン、100mg/Lのトランスフェリン、20nMのプロゲステロン、100μMのプトレシンおよび30nMの亜セレン酸ナトリウムを補給したDMEM)中で培養した。分化した細胞データは、分化後日数として示されている(すなわち、未分化(D0)、1日目(D1)、3日目(D3)など)。2日毎に培地を変更し、50%の培地を変更した。
(HK532 culture and differentiation)
Culture of both HK532 and HK532-IGF-I cells was performed as described previously [42]. Briefly, cells are treated with 100 μg / mL poly-D-lysine (Millipore, Billerica, Mass.) In 10 mM Hepes buffer for 24 hours, followed by 25 μg / mL fibronectin in PBS. Grow on flasks coated for 1 hour. Alternatively, cells were seeded on poly-L-lysine coated inserts prior to co-culture with cortical neurons (CN). Cells were cultured in N2B + medium (supplied by Neurostem, Inc., Rockville, MD) supplemented with 10 ng / mL fibroblast growth factor (FGF) for progenitor cell state growth and maintenance. For differentiation, cells were cultured in NSDM differentiation medium without FGF (4 mM L-glutamine, 20 μM L-alanine, 6 μM L-asparagine, 67 μM L-proline, 250 nM vitamin B12, 25 mg / L insulin, DMEM supplemented with 100 mg / L transferrin, 20 nM progesterone, 100 μM putrescine and 30 nM sodium selenite. Differentiated cell data is shown as the number of days after differentiation (ie, undifferentiated (D0), day 1 (D1), day 3 (D3), etc.). The medium was changed every 2 days, and 50% of the medium was changed.
(IGF−I産生およびシグナル伝達)
HK532およびHK532−IGF−I細胞において、先に記載されたようにELISAおよびウエスタンブロッティングによってIGF−I発現およびシグナル伝達を調べた(Vincentら、Endocrine Society Abstracts(2003年)、P3−316 548頁;およびChiaら、Am J Epidemiol(2008年)、167巻(12号):1438〜45頁)。手短には、IGF−I産生を確認するために、未分化(D0)および分化した(D3およびD7)HK532およびHK532−IGF−I細胞からコンディショニング培地を集め、Centriconフィルター(3KDaカットオフ、Millipore、Billerica、MA)を使用して1mLに10倍濃縮し、ヒト特異的IGF−I ELISA(Assay Designs、Enzo Life Sciences Inc.、Farmingdale、NY)を製造業者の指示に従って実施した。IGF−Iシグナル伝達分析のために、HK532およびHK532−IGF−I細胞を、処理培地(インスリンが添加されていないNSDM分化培地)中で4時間培養し、その後、選択阻害剤を1時間添加し、その後、外因性IGF−I(20nM)を30分間添加した。阻害剤は、Akt経路阻害剤LY294002(LY;20μM;Sigma−Aldrich、St.Louis、MO)、MAPK阻害剤U0126(U;20μM;Calbiochem、La Jolla、CA)またはIGF−IR阻害剤NVPAEW541(NVP;1μM;Sigma−Aldrich)を含んでいた。ウエスタンブロットのために、氷冷RIPAバッファー(20mM Tris、pH7.4、150mM NaCl、1mM EDTA、0.1%SDS、1mMデオキシコール酸Na、1%Triton X−100、0.1トリプシンユニット/L アプロチニン、10mg/mLロイペプチンおよび50mg/mL PMSF)中で総細胞タンパク質を抽出し、タンパク質濃度を調べ、試料をSDS−PAGEゲルで電気泳動し、ニトロセルロースに移した。一次抗体(特に断りのない限り、Cell Signaling Technology,Inc.(Danvers、MA)から得られた)は、ホスホ−IGF−IR(pIGF−IR)、IGF−IRβ(Tyr1135/1136)、ホスホ−Akt(Ser473)(pAkt)、Akt、ホスホ−ERK(pERK)、ERKおよびβ−アクチン(Chemicon、Temecula、CA)を含んでいた。一次抗体を4℃で一晩インキュベートした後、膜を、西洋ワサビペルオキシダーゼとコンジュゲートしている適当な二次抗体(Cell Signaling Technology、Danvers、MA)とともに22℃で1時間インキュベートし、化学発光基質(SuperSignal West Pico;Pierce、Fisher Scientific、Hampton、NH)を用いて発色させ、Kodak BioMax XARフィルム(Sigma−Aldrich)に曝露した。
(IGF-I production and signal transduction)
In HK532 and HK532-IGF-I cells, IGF-I expression and signaling was examined by ELISA and Western blotting as previously described (Vincent et al., Endocrine Society Abstracts (2003), P3-316 548; And Chia et al., Am J Epidemiol (2008), 167 (12): 1438-45). Briefly, to confirm IGF-I production, conditioned media from undifferentiated (D0) and differentiated (D3 and D7) HK532 and HK532-IGF-I cells was collected and Centricon filters (3KDa cut-off, Millipore, Millipore, Billerica, MA) was concentrated 10-fold to 1 mL and a human specific IGF-I ELISA (Assay Designs, Enzo Life Sciences Inc., Farmingdale, NY) was performed according to the manufacturer's instructions. For IGF-I signaling analysis, HK532 and HK532-IGF-I cells were cultured for 4 hours in treated medium (NSDM differentiation medium without added insulin), followed by addition of a selective inhibitor for 1 hour. Then, exogenous IGF-I (20 nM) was added for 30 minutes. Inhibitors include Akt pathway inhibitor LY294002 (LY; 20 μM; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO), MAPK inhibitor U0126 (U; 20 μM; Calbiochem, La Jolla, Calif.) Or IGF-IR inhibitor NVPAEW541 (NVP) 1 μM; Sigma-Aldrich). For Western blot, ice-cold RIPA buffer (20 mM Tris, pH 7.4, 150 mM NaCl, 1 mM EDTA, 0.1% SDS, 1 mM Na deoxycholate, 1% Triton X-100, 0.1 trypsin unit / L Total cell protein was extracted in aprotinin, 10 mg / mL leupeptin and 50 mg / mL PMSF), protein concentration was determined, samples were electrophoresed on SDS-PAGE gels and transferred to nitrocellulose. Primary antibodies (obtained from Cell Signaling Technology, Inc. (Danvers, Mass.) Unless otherwise noted) are phospho-IGF-IR (pIGF-IR), IGF-IRβ (Tyr1135 / 1136), phospho-Akt. (Ser473) (pAkt), Akt, phospho-ERK (pERK), ERK and β-actin (Chemicon, Temecula, CA). After incubating the primary antibody at 4 ° C. overnight, the membrane is incubated for 1 hour at 22 ° C. with a suitable secondary antibody conjugated with horseradish peroxidase (Cell Signaling Technology, Danvers, Mass.) To produce a chemiluminescent substrate. Color was developed using (SuperSignal West Pico; Pierce, Fisher Scientific, Hampton, NH) and exposed to Kodak BioMax XAR film (Sigma-Aldrich).
(細胞遊走)
未分化HK532およびHK532−IGF−I細胞を、4℃で一晩貯蔵した後(1×106細胞/mLまたは3×106細胞/バイアル)、遊走用インサートに添加するか、あるいは、代わりに、6ウェルプレート上で培養して、分化のD7でインサートに移した。IGF−I(10nMの最終濃度)を含むか、または含まないNSDMおよび10%FBSをインサートの下に添加した。24時間後、QCM 24ウェル比色定量細胞遊走アッセイ(Millipore)を使用してインサートを通って遊走した細胞を染色した。遊走は、530および590nmで標準LabSystems Fluoroskan Ascent FLマイクロプレートリーダーを使用して定量した。
(Cell migration)
Undifferentiated HK532 and HK532-IGF-I cells are stored at 4 ° C. overnight (1 × 10 6 cells / mL or 3 × 10 6 cells / vial) and then added to the migration insert or alternatively 6 Cultured on well plates and transferred to inserts at D7 of differentiation. NSDM and 10% FBS with or without IGF-I (final concentration of 10 nM) were added below the insert. After 24 hours, cells that migrated through the insert were stained using the QCM 24-well colorimetric cell migration assay (Millipore). Migration was quantified using a standard LabSystems Fluoroskan Ascent FL microplate reader at 530 and 590 nm.
(細胞増殖および分化)
細胞増殖および分化を、標準実験室免疫細胞化学(ICC)プロトコールを使用して評価した(Kimら、Journal of Biological Chemistry(1997年)、272巻:21268〜21273頁;Lunnら、Neurobiol Dis(2012年)、46巻(1号):59〜68頁)。手短には、HK532およびHK532−IGF−I細胞を、24ウェルプレート中、ポリ−L−リシンおよびフィブロネクチンコーティングしたガラスカバースリップ上で培養した。細胞を、10μM 5’−エチニル−2’−デオキシウリジン(EdU)とともに2時間インキュベートし、その後、Click−It EdUキット(Invitrogen)の製造業者のプロトコールに従って固定および処理することによって、細胞増殖を、D0、D3およびD7でこれまでに記載されたように測定した[45]。デジタルカメラを備えたOlympus BX−51顕微鏡を使用してとられた蛍光画像の定量化によってEdU組込みを測定した。すべての試料について増殖実験あたりおよそ2.5〜2.7×103個の細胞をカウントした(n=3)。
(Cell proliferation and differentiation)
Cell proliferation and differentiation was assessed using a standard laboratory immunocytochemistry (ICC) protocol (Kim et al., Journal of Biological Chemistry (1997), 272: 21268-21273; Lunn et al., Neurobiol Dis (2012). Year), 46 (1): 59-68). Briefly, HK532 and HK532-IGF-I cells were cultured on poly-L-lysine and fibronectin coated glass coverslips in 24-well plates. Cell proliferation was determined by incubating the cells with 10 μM 5′-ethynyl-2′-deoxyuridine (EdU) for 2 hours, followed by fixation and treatment according to the manufacturer's protocol for the Click-It EdU kit (Invitrogen). Measured as previously described at D0, D3 and D7 [45]. EdU incorporation was measured by quantification of fluorescence images taken using an Olympus BX-51 microscope equipped with a digital camera. Approximately 2.5-2.7 × 10 3 cells per proliferation experiment were counted for all samples (n = 3).
分化を評価するために、細胞を4%PFAを用いて固定し、0.1%Triton/PBSを用いて透過処理し、5%正常ロバ血清/0.1%Triton/PBS中でブロッキングした。次いで、Ki67(Novus、Littleton、CO)、TUJ1(Neuromics、Edina、MN)、Nestin(Chemicon、Millipore)、GAD65/67(Millipore)、VGLUT2(Millipore)またはIGF−IRβ(1:500、Sigma)一次抗体を、1:1000で、特に断りのない限り、4℃で一晩インキュベートした。次いで、細胞をCy3、Cy5またはFITCがコンジュゲートしている二次抗体(Jackson ImmunoResearch、Westgrove、PA)中でインキュベートし、続いて、DAPIとともにProLong Goldアンチフェード(Molecular Probes、Invitrogen、Carlsbad、CA)を使用してガラススライド上にマウントした。Olympus BX−51顕微鏡を使用して画像をとり、すべての試料について分化実験あたりおよそ2.5〜2.7×103個の細胞をカウントした(n=3)。 To assess differentiation, cells were fixed with 4% PFA, permeabilized with 0.1% Triton / PBS, and blocked in 5% normal donkey serum / 0.1% Triton / PBS. Next, Ki67 (Novus, Littleton, CO), TUJ1 (Neuromics, Edina, MN), Nestin (Chemicon, Millipore), GAD65 / 67 (Millipore), VGLUT2 (Millipore) or IGF-IRgma (1 :) Antibodies were incubated at 1: 1000 overnight at 4 ° C. unless otherwise noted. Cells are then incubated in a secondary antibody (Jackson ImmunoResearch, Westgrove, PA) conjugated with Cy3, Cy5 or FITC, followed by ProLong Gold antifade (Molecular Probes, Invitrogen, Carlsbad) with DAPI. Was mounted on a glass slide. Images were taken using an Olympus BX-51 microscope and approximately 2.5-2.7 × 10 3 cells were counted per differentiation experiment for all samples (n = 3).
本発明者らは、次いで、前駆細胞状態の維持および軸索伸長に対する誘導されたIGF−I発現の効果を、これまでに記載されたような本発明者らの確立された神経指数測定を使用して調べた(Lunnら、Stem Cells Dev(2010年)、19巻(12号):1983〜93頁)。手短には、細胞をガラスカバースリップ上で単層で、分化の最初の7日間培養し、D0、D3およびD7にNestinを用いて免疫標識して、神経前駆細胞を同定するか、またはTUJ1を用いて免疫標識して、一次ニューロンプロセスを観察した。すべてのNestin標識試料について、実験あたり2.5×103個の細胞にわたってカウントした(n=3)。あるいは、MetaMorph(Molecular Devices、Sunnyvale、CA)を使用して、TUJ1標識した画像およびその対応するDAPI画像を分析した。閾値を設定し、神経突起によって覆われている領域を領域統計を使用して測定した。「カウント核」プラグインを使用して細胞数をカウントし、手作業での調整を行って、任意のミスカウントされた細胞を補正した。複合神経指数測定を使用してニューロンの数および神経突起の長さを分析し、これは、核の数によって除された完全ニューロン領域として表される。データは、細胞あたりの神経突起領域(μm2/細胞)として示されている(Lunnら、Stem Cells Dev(2010年)、19巻(12号):1983〜93頁)。状態あたり合計6つの画像をカウントし、これは、およそ7.5×103個のDAPI標識された細胞に相当する(n=3)。 We then use our established neural index measurements as described previously to demonstrate the effect of induced IGF-I expression on progenitor cell state maintenance and axonal outgrowth. (Lunn et al., Stem Cells Dev (2010), 19 (12): 1983-93). Briefly, cells are cultured in monolayers on glass coverslips for the first 7 days of differentiation and immunolabeled with Nestin at D0, D3 and D7 to identify neural progenitor cells or TUJ1 And immunolabeled to observe primary neuronal processes. All Nestin labeled samples were counted over 2.5 × 10 3 cells per experiment (n = 3). Alternatively, MetaMorph (Molecular Devices, Sunnyvale, CA) was used to analyze TUJ1-labeled images and their corresponding DAPI images. A threshold was set and the area covered by neurites was measured using area statistics. Cell counts were counted using the “Count Nucleus” plug-in and manual adjustments were made to correct any miscounted cells. Compound nerve index measurements were used to analyze the number of neurons and the length of neurites, which are expressed as the complete neuronal area divided by the number of nuclei. Data are presented as neurite area per cell (μm2 / cell) (Lunn et al., Stem Cells Dev (2010), 19 (12): 1983-93). A total of 6 images per state are counted, which corresponds to approximately 7.5 × 10 3 DAPI-labeled cells (n = 3).
(一次CN調製および神経保護の評価)
本発明者らのこれまでに公開されたプロトコールに従って一次CNを単離した(Lunnら、Stem Cells Dev(2010年)、19巻(12号):1983〜93頁)。手短には、E15 Sprague−Dawleyラット胚から得たCNを集め、膜を除去し、組織を2〜3mm片に刻んだ。0.5%トリプシン/EDTA中、37℃で10分間組織をインキュベートし、続いて、血清でコーティングされたガラスピペットを用いて1分間トリチュレートすることによって、細胞を解離した。得られた細胞懸濁液を、24ウェルプレート中で、ポリ−L−リシンコーティングされたガラスカバースリップ上に塗布し、2.5mg/mlアルブミン、2.5μg/mlカタラーゼ、2.5μg/ml SOD、0.01mg/mlトランスフェリン、15μg/mlガラクトース、6.3ng/mlプロゲステロン、16μg/mlプトレシン、4ng/mlセレン、3ng/ml β−エストラジオール、4ng/mlヒドロコルチゾン、1×ペニシリン/ストレプトマイシン/ネオマイシン(Gibco BRL)および1×B−27添加剤(Gibco BRL)を補給したNeurobasal培地(Gibco BRL、Invitrogen)を含んでいた成長培地中でインキュベートした。
(Evaluation of primary CN preparation and neuroprotection)
Primary CN was isolated according to our previously published protocols (Lunn et al., Stem Cells Dev (2010), 19 (12): 1983-93). Briefly, CN obtained from E15 Sprague-Dawley rat embryos was collected, the membrane was removed, and the tissue was minced into 2-3 mm pieces. Cells were dissociated by incubating the tissue in 0.5% trypsin / EDTA at 37 ° C. for 10 minutes, followed by trituration for 1 minute using a serum-coated glass pipette. The resulting cell suspension was spread on a poly-L-lysine coated glass coverslip in a 24-well plate and 2.5 mg / ml albumin, 2.5 μg / ml catalase, 2.5 μg / ml SOD, 0.01 mg / ml transferrin, 15 μg / ml galactose, 6.3 ng / ml progesterone, 16 μg / ml putrescine, 4 ng / ml selenium, 3 ng / ml β-estradiol, 4 ng / ml hydrocortisone, 1 × penicillin / streptomycin / neomycin Incubated in growth medium containing Neurobasal medium (Gibco BRL, Invitrogen) supplemented with (Gibco BRL) and 1 × B-27 additive (Gibco BRL).
毒性AD微小環境に対するCN、HK532およびHK532−IGF−I感受性を調べるために、細胞を10μM Aβ(1−42)(rPeptide)を用いておよそ72時間処理した。細胞損傷を、ICC後CC3陽性細胞のパーセンテージをカウントすることによって決定される、切断されたカスパーゼー3活性化(CC3)によって評価した。すべての試料について実験あたりおよそ2.5×103個の細胞をカウントした(n=3)。神経保護効果を評価するために、分化したD7 HK532−IGF−Iをインサート上に播種し、通常の成長培地中で一次CN培養物とともに同時培養した。24時間後、10μM Aβ(1−42)(rPeptide)を用いて同時培養物を72時間処理した。一次CNを、CC3抗体(1:1000、Cell Signaling)を使用して上記のようにICC分析のために固定した。 To examine CN, HK532, and HK532-IGF-I sensitivity to the toxic AD microenvironment, cells were treated with 10 μM Aβ (1-42) (rPeptide) for approximately 72 hours. Cell damage was assessed by cleaved caspase 3 activation (CC3), determined by counting the percentage of CC3 positive cells after ICC. Approximately 2.5 × 10 3 cells per experiment were counted for all samples (n = 3). To assess the neuroprotective effect, differentiated D7 HK532-IGF-I was seeded on the insert and co-cultured with the primary CN culture in normal growth medium. After 24 hours, co-cultures were treated with 10 μM Aβ (1-42) (rPeptide) for 72 hours. Primary CN was immobilized for ICC analysis as described above using CC3 antibody (1: 1000, Cell Signaling).
(In vivo移植)
in vivo移植後にHK532−IGF−I細胞が生存し、海馬領域中に組み込まれることを実証するために、Jackson Laboratory(Bar Harbor、ME)から、6週齢のB6C3−Tg(APPswe/PSEN1ΔE9)85Dbo/J(APP/PS1;n=5)および野生型B6C3F1/J(WT;n=8)マウスを得た。11週齢で、マウスに皮下タクロリムスペレット(FK−506;Neuralstem,Inc.によって供給される)を与え、12週齢で細胞移植手術を実施した。手短には、イソフルオランを用いてマウスに麻酔し、標準定位固定フレーム(Stoelting Company、Wood Dale、IL)に入れた。皮膚を切開し、予想される注射の領域で大きな開頭術を実施した。十字縫合から測定される以下の座標(それぞれ、後側/側面/腹側):−0.82/±0.75/2.5、−1.46/±2.3/2.9、−1.94/±2.8/2.9に従って表される3部位での海馬采脳弓への両側注入(合計6回の注射)によってHK532−IGF−I細胞懸濁液を投与した。各注射は、30,000細胞/μLの細胞濃度で1μLの容量からなっていた(60秒かけて投与され、ニードルを引き抜く前に60秒遅れさせる)。次いで、吸収性縫合糸を使用して皮膚を閉じた。手術後、マウスに腹膜内麻薬性鎮痛薬を2日間与え、研究を通じてタクロリムスペレットを継続した。細胞移植後2および10週で、分析のためにマウスを屠殺した。手短には、動物に麻酔し、氷冷生理食塩水を用いて灌流し、脳を解剖し、半球間境界に沿って切開した。脳を4%PFA中で一晩、後固定し、免疫組織化学分析(IHC)のために30%スクロース中で凍結保護した。
(In vivo transplantation)
To demonstrate that HK532-IGF-I cells survive and integrate into the hippocampal region after in vivo transplantation, from Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME), 6 weeks old B6C3-Tg (APPswe / PSEN1ΔE9) 85Dbo / J (APP / PS1; n = 5) and wild type B6C3F1 / J (WT; n = 8) mice were obtained. At 11 weeks of age, mice were given subcutaneous tacrolimus pellets (FK-506; supplied by Neurostem, Inc.) and cell transplant surgery was performed at 12 weeks of age. Briefly, mice were anesthetized with isofluorane and placed in a standard stereotaxic frame (Stoelting Company, Wood Dale, IL). An incision was made in the skin and a large craniotomy was performed in the expected area of injection. The following coordinates measured from the cross stitch (rear side / side / ventral side, respectively): −0.82 / ± 0.75 / 2.5, −1.46 / ± 2.3 / 2.9, − The HK532-IGF-I cell suspension was administered by bilateral injection (total 6 injections) into the hippocampal arch at 3 sites expressed according to 1.94 / ± 2.8 / 2.9. Each injection consisted of a volume of 1 μL at a cell concentration of 30,000 cells / μL (administered over 60 seconds, delayed 60 seconds before withdrawing the needle). The skin was then closed using absorbable sutures. Following surgery, mice were given intraperitoneal narcotic analgesics for 2 days and continued with tacrolimus pellets throughout the study. Mice were sacrificed for analysis at 2 and 10 weeks after cell transplantation. Briefly, animals were anesthetized, perfused with ice-cold saline, the brain was dissected and an incision was made along the interhemispheric boundary. Brains were post-fixed overnight in 4% PFA and cryoprotected in 30% sucrose for immunohistochemical analysis (IHC).
IHCのために、固定された脳組織をOptimal Cutting Temperature化合物(OCT)を使用して包埋し、クリオスタットを使用して14μmのスライスを切片化した。IHCのために動物あたり海馬の10個の切片を選択し、グラフトされた細胞を検出し、海馬采脳弓への正確な標的化を確認した。切片をPBSで再水和し、PBS中、0.5%Triton X−100中で20分間透過処理し、1XPBS中、0.1%Triton X−100中、5%ロバ血清中で30分間ブロッキングした。ダブルコルチン(DCX;Millipore)およびヒト核(HuNu;Millipore)に対する一次抗体をブロッキング溶液で1:200希釈し、切片とともに4℃で一晩インキュベートした。一次抗体をインキュベートした後、切片をPBS中で3回洗浄し、ロバにおいて作られた、蛍光コンジュゲート二次抗体(Alexa 488およびAlexa 594;1:500;Invitrogen)とともに1時間インキュベートした。ひとたび、染色が完了すると、DAPI核染色(Molecular Probes、Invitrogen)を含有するProLong Goldアンチフェードマウント媒体を使用して、スライドをガラスカバースリップとともにマウントした。Leica SP2共焦点顕微鏡を使用して蛍光画像をとった。 For IHC, fixed brain tissue was embedded using Optimal Cutting Temperature Compound (OCT) and 14 μm slices were sectioned using cryostat. Ten sections of the hippocampus were selected per animal for IHC, grafted cells were detected, and correct targeting to the hippocampal arch was confirmed. Sections were rehydrated with PBS, permeabilized in 0.5% Triton X-100 in PBS for 20 minutes, and blocked in 5% donkey serum in 0.1% Triton X-100 in 1X PBS for 30 minutes. did. Primary antibodies against doublecortin (DCX; Millipore) and human nuclei (HuNu; Millipore) were diluted 1: 200 with blocking solution and incubated with sections overnight at 4 ° C. After incubating the primary antibody, the sections were washed three times in PBS and incubated with fluorescent conjugated secondary antibodies (Alexa 488 and Alexa 594; 1: 500; Invitrogen) made in donkey for 1 hour. Once staining was complete, the slides were mounted with glass coverslips using ProLong Gold anti-fade mounting media containing DAPI nuclear stain (Molecular Probes, Invitrogen). Fluorescence images were taken using a Leica SP2 confocal microscope.
(統計分析)
すべてのデータは、平均±標準偏差(SD)、n=3として、または3回の独立実験の代表画像として示されている。GraphPad Prism(GraphPad Software,Inc.、La Jolla、CA)を使用して統計分析を実施した。ペアワイズ比較のために対応t検定を使用した。p<0.05の値を統計上有意と考えた(*p<0.05)。
(Statistical analysis)
All data are shown as mean ± standard deviation (SD), n = 3, or as representative images of 3 independent experiments. Statistical analysis was performed using GraphPad Prism (GraphPad Software, Inc., La Jolla, Calif.). A paired t test was used for pairwise comparisons. A value of p <0.05 was considered statistically significant (* p <0.05).
(実施例2)
(IGF−I産生およびシグナル伝達)
HK532細胞は、これまでに記載されていない新規皮質NSCである。細胞治療薬としてのそれらの可能性ある効き目を増強するために、およびそれらの神経保護能に対するIGF−I産生の影響を調べるために、全長ヒトIGF−Iをコードするレンチウイルスベクターを使用して、HK532−IGF−I細胞株を生成した。コンディショニング培地のELISA分析は、親HK532細胞は、極めて少ない〜検出不能な基礎レベルのIGF−Iしか産生しないのに対し、HK532−IGF−I細胞は、D0からD7の間に3〜5ng/mLのIGF−Iを産生する、およそ50倍の増大(図1A)を実証した。したがって、HK532−IGF−I細胞は、適切なレベルのIGF−Iを産生し、これは初期分化を通じて維持され、頑強で安定なIGF−I発現が確認される。
(Example 2)
(IGF-I production and signal transduction)
HK532 cells are a novel cortical NSC not previously described. To enhance their potential efficacy as cell therapeutics and to examine the effects of IGF-I production on their neuroprotective capacity, using lentiviral vectors encoding full-length human IGF-I The HK532-IGF-I cell line was generated. ELISA analysis of the conditioned medium shows that parental HK532 cells produce very little to undetectable basal levels of IGF-I, whereas HK532-IGF-I cells are 3-5 ng / mL between D0 and D7. An approximately 50-fold increase in production of IGF-I (FIG. 1A) was demonstrated. Thus, HK532-IGF-I cells produce appropriate levels of IGF-I, which are maintained throughout early differentiation, confirming robust and stable IGF-I expression.
自己分泌IGF−I発現によって成長因子受容体レベルおよび活性化がどのように調節されるか調査を実施した。IHCによって、D7の親HK532細胞およびHK532−IGF−Iの両方の細胞表面に沿ってIGF−IR発現が観察された(図1B)。両細胞株において、ウエスタンブロット解析によってこの発現が確認され、分化後の受容体発現の大幅な増大も示された(図1C)。D0およびD7でHK532に対してHK532−IGF−Iにおいてわずかに低減したIGF−IR発現レベルが観察されたが、IGF−IRリン酸化およびシグナル伝達活性化は、細胞株間で大幅に異ならず、外因性IGF−Iの追加は、受容体のリン酸化の増大をもたらした(図1C);この活性化は、分化後に大幅により明白であった。 An investigation was conducted to see how autocrine IGF-I expression regulates growth factor receptor levels and activation. IGF-IR expression was observed along the cell surface of both D7 parental HK532 and HK532-IGF-I by IHC (FIG. 1B). In both cell lines, this expression was confirmed by Western blot analysis and also showed a significant increase in receptor expression after differentiation (FIG. 1C). Although slightly reduced IGF-IR expression levels were observed in HK532-IGF-I versus HK532 at D0 and D7, IGF-IR phosphorylation and signaling activation were not significantly different between cell lines and Addition of sex IGF-I resulted in increased receptor phosphorylation (FIG. 1C); this activation was significantly more evident after differentiation.
IGF−Iシグナル伝達がマイトジェン活性化細胞外シグナル調節性キナーゼ/細胞外シグナル調節性キナーゼ(MEK/ERK)を活性化することを考え、HK532およびHK532−IGF−I細胞においてマイトジェン活性化タンパク質キナーゼ(MAPK)およびホスファチジルイノシトール3−キナーゼ(PI3K)/Akt経路、これらの重要な経路のリン酸化および下流活性化を評価した(図1C)。D0およびD7で基礎MAPKシグナル伝達が存在するが、細胞株間で大幅な相違はなく、IGF−I刺激のみが分化後にシグナル伝達を増大した。しかし、基礎Aktシグナル伝達は、D0 HK532−IGF−I細胞においておよび分化後に両細胞株において大幅に増大した。外因性IGF−Iの追加は、分化後のHK532細胞におけるAktの頑強な増大を促進したが、HK532−IGF−IにおけるIGF−I刺激後に極めてわずかなAkt活性化しか観察されなかった。これらのデータは、親細胞に対する、外因性IGF−Iに対するHK532−IGF−Iの反応性の低減を実証する。注目すべきことに、MAPKシグナル伝達の阻害は、Aktリン酸化を増大させ、Aktシグナル伝達の阻害は、逆の観察結果となり、これは、これらの経路が代償的にシグナル伝達可能であることを示唆する。しかし、受容体アンタゴニストNVPを使用するIGF−IRシグナル伝達の阻害は、MAPKシグナル伝達に影響を及ぼさなかったが、IGF−IRおよびAktの活性化を、両細胞株における基礎レベル未満に大幅に枯渇させた(図1C)。一緒に、これらのデータは、HK532−IGF−I細胞が、正常なIGF−IRおよびMAPK/Aktシグナル伝達プロファイルを示すことを実証する。 Given that IGF-I signaling activates mitogen-activated extracellular signal-regulated kinase / extracellular signal-regulated kinase (MEK / ERK), mitogen-activated protein kinases (in HK532 and HK532-IGF-I cells) MAPK) and phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) / Akt pathways, phosphorylation and downstream activation of these critical pathways were evaluated (FIG. 1C). There was basal MAPK signaling at D0 and D7, but there was no significant difference between cell lines, and only IGF-I stimulation increased signaling after differentiation. However, basal Akt signaling was greatly increased in D0 HK532-IGF-I cells and in both cell lines after differentiation. The addition of exogenous IGF-I promoted a robust increase of Akt in post-differentiation HK532 cells, but very little Akt activation was observed after IGF-I stimulation in HK532-IGF-I. These data demonstrate a reduction in the reactivity of HK532-IGF-I to exogenous IGF-I against the parental cells. Of note, inhibition of MAPK signaling increases Akt phosphorylation, and inhibition of Akt signaling results in the opposite observation, indicating that these pathways can be signaled compensably. Suggest. However, inhibition of IGF-IR signaling using the receptor antagonist NVP did not affect MAPK signaling, but significantly depleted IGF-IR and Akt activation below basal levels in both cell lines (FIG. 1C). Together, these data demonstrate that HK532-IGF-I cells exhibit normal IGF-IR and MAPK / Akt signaling profiles.
(実施例3)
(IGF−I発現は、HK532増殖または遊走を変更しない)
EdU組込みを使用して、HK532およびHK532−IGF−I細胞増殖に対するIGF−Iの効果を評価した。未処理D0 HK532およびHK532−IGF−Iのおよそ36%および33%が、それぞれEdU陽性であった(図2A〜E)。D3で、HK532およびHK532−IGF−Iの6%および9%が、それぞれEdU陽性であり、D7までに、いずれかの細胞株の3%未満が、EdU陽性であった。したがって、D0、D3またはD7で増殖プロファイルの相違は観察されず、両株がD7で最小の増殖を示した。これらのデータは、IGF−Iが、分化の最初の段階の間に増殖を促進または維持しないことを実証する。
(Example 3)
(IGF-I expression does not alter HK532 proliferation or migration)
EdU integration was used to assess the effect of IGF-I on HK532 and HK532-IGF-I cell proliferation. Approximately 36% and 33% of untreated D0 HK532 and HK532-IGF-I were EdU positive, respectively (FIGS. 2A-E). At D3, 6% and 9% of HK532 and HK532-IGF-I were EdU positive, respectively, and by D7, less than 3% of either cell line was EdU positive. Therefore, no difference in growth profile was observed with D0, D3 or D7, and both strains showed minimal growth at D7. These data demonstrate that IGF-I does not promote or maintain proliferation during the initial stages of differentiation.
HK532およびHK532−IGF−I遊走に対するIGF−Iの効果もまた、D0およびD7で評価した。両時点でHK532およびHK532−IGF−Iについて同等の遊走レベルが観察された(図2F〜G)。さらに、さらなるIGF−Iが、トランスウェルインサートの下に追加された場合に、変化は観察されなかった。したがって、誘導されたIGF−I発現は、前駆細胞細胞遊走に対して識別可能な効果を発揮しなかった。 The effect of IGF-I on HK532 and HK532-IGF-I migration was also evaluated at D0 and D7. Equivalent migration levels were observed for HK532 and HK532-IGF-I at both time points (FIGS. 2F-G). Furthermore, no change was observed when additional IGF-I was added below the transwell insert. Thus, induced IGF-I expression did not exert a discernable effect on progenitor cell migration.
(実施例4)
(IGF−Iを発現するHK532は、神経分化能を保持する)
次いで、HK532前駆細胞状態の維持および軸索伸長に対するIGF−Iの効果を調べた。D0 HK532およびHK532−IGF−Iのおよそ92%および90%が、それぞれNestin陽性であり、これは、IGF−I発現が前駆細胞状態の維持に影響を及ぼさなかったことを示す。ニューロン分化の初期指標として確立された神経指数アプローチを使用して神経突起成長に対するIGF−Iの効果も評価した。HK532およびHK532−IGF−I両細胞について、細胞が分化するにつれ、D0およびD7の間に神経指数は増大し、試験された任意の時点で細胞株間で相違は観察されなかった(図3F)。これらのデータは、IGF−Iが、初期HK532分化に影響を及ぼさないことを実証する。
Example 4
(HK532 expressing IGF-I retains neuronal differentiation ability)
Next, the effect of IGF-I on maintaining HK532 progenitor state and axonal outgrowth was examined. Approximately 92% and 90% of D0 HK532 and HK532-IGF-I, respectively, are Nestin positive, indicating that IGF-I expression did not affect maintenance of the progenitor cell state. The effect of IGF-I on neurite outgrowth was also evaluated using a neural index approach established as an initial indicator of neuronal differentiation. For both HK532 and HK532-IGF-I cells, as the cells differentiated, the nerve index increased between D0 and D7, and no difference was observed between the cell lines at any time point tested (FIG. 3F). These data demonstrate that IGF-I does not affect early HK532 differentiation.
(実施例5)
(HK532−IGF−Iでは、GABA作動性であって、グルタミン酸作動性ではない表現型が増大される)
最終分化に対するIGF−Iの効果を調べるために、D0、D3およびD7でのグルタミン酸作動性(VGLUT)およびGABA作動性(GAD65)表現型を示す細胞の割合。GAD65陽性細胞を数量化し、それぞれ、総細胞の74%および67%で、親HK532細胞と比較してHK532−IGF−Iにおいて大幅に増大した(図4A、B、E)。HK532(61%)およびHK532−IGF−I(67%)培養物中のVGLUT陽性細胞のパーセンテージは、大幅に異ならなかった(図4C、D、F)。これらのデータは、IGF−Iの存在が、細胞分化に起因するGABA作動性ニューロン数を増大させるが、グルタミン酸作動性ニューロン数に対しては有意な効果を有さないこと実証する。
(Example 5)
(HK532-IGF-I has an increased phenotype that is GABAergic and not glutamatergic)
Percentage of cells exhibiting glutamatergic (VGLUT) and GABAergic (GAD65) phenotypes at D0, D3 and D7 to examine the effect of IGF-I on terminal differentiation. GAD65 positive cells were quantified and increased significantly in HK532-IGF-I compared to parental HK532 cells in 74% and 67% of total cells, respectively (FIGS. 4A, B, E). The percentage of VGLUT positive cells in HK532 (61%) and HK532-IGF-I (67%) cultures was not significantly different (FIGS. 4C, D, F). These data demonstrate that the presence of IGF-I increases the number of GABAergic neurons due to cell differentiation but has no significant effect on the number of glutamatergic neurons.
(実施例6)
(HK532−IGF−Iは、in vitroで、Aβ毒性に対して耐性であり、一次CNを保護する)
Aβ(1−42)は、AD関連毒性のよく使用されるin vitroモデルである(Bruceら(1996年)、PNAS 93巻(6号):2312〜6頁)。Aβに曝露された場合に、一次CNおよび両NSC株において大幅なアポトーシスおよびCC3活性化が観察された(図5A)。HK532およびHK532−IGF−Iにおけるアポトーシスレベルは、一次CNにおいて観察されたものよりも大幅に低かった(p<0.05;図5A)。修飾された前駆細胞の保護能を調べるために、HK532およびHK532−IGF−Iとともに間接的に共培養された一次CNにおいてAβ毒性も評価した(図5B〜E)。CC3活性化によってやはり示される一次CNにおけるアポトーシスは、HK532とともに共培養した場合には40%未満に、HK532−IGF−Iとともに共培養した場合には30%未満に大幅に低減した(p<0.05;図5F)。これらのデータは、HK532−IGF−I細胞株が、神経保護性であり、Aβ誘導性一次CN死を防止可能であることを示す。
(Example 6)
(HK532-IGF-I is resistant to Aβ toxicity in vitro and protects primary CN)
Aβ (1-42) is a commonly used in vitro model of AD-related toxicity (Bruce et al. (1996), PNAS 93 (6): 2312-6). Significant apoptosis and CC3 activation was observed in primary CN and both NSC lines when exposed to Aβ (FIG. 5A). The level of apoptosis in HK532 and HK532-IGF-I was significantly lower than that observed in primary CN (p <0.05; FIG. 5A). To investigate the protective ability of the modified progenitor cells, Aβ toxicity was also evaluated in primary CN indirectly co-cultured with HK532 and HK532-IGF-I (FIGS. 5B-E). Apoptosis in primary CN, also indicated by CC3 activation, was greatly reduced to less than 40% when co-cultured with HK532 and less than 30% when co-cultured with HK532-IGF-I (p <0 .05; FIG. 5F). These data indicate that the HK532-IGF-I cell line is neuroprotective and can prevent Aβ-induced primary CN death.
(実施例7)
(ADマウスモデルにおいてHK532−IGF−Iは移植を生き抜き、in vivoで組み込まれる)
前臨床試験の実現可能性を確立するために、HK532−IGF−I細胞を、APP/PS1二重トランスジェニックマウス、ADのよく使用されるモデルに移植した(Caoら、J Biol Chem(2007年)、282巻(50号):36275〜82頁)。このパイロット研究は、海馬の海馬采脳弓における細胞の正確で妥当な解剖学的配置を確認するように働き、移植された細胞の生存を経時的に評価した。注射されたすべての動物において標的化の正確性は達成された。移植されたヒト細胞は、HuNuおよびDCXについて2週間で(データは示さず)および移植後10週間でIHCによって検出された(図5E、F)。グラフトされた細胞は、両ADの海馬領域(図5E)およびWT動物(図6F)において明白であった。ニューロン前駆体を標識する微小管結合リン酸化タンパク質であるDCXによるHuNu標識細胞の同時染色は、神経発生を示し、移植された皮質前駆細胞は、初期ニューロン分化相にあったことを示唆する。
(Example 7)
(HK532-IGF-I survives transplantation and is integrated in vivo in the AD mouse model)
To establish the feasibility of preclinical studies, HK532-IGF-I cells were transplanted into APP / PS1 double transgenic mice, a commonly used model of AD (Cao et al., J Biol Chem (2007 ), Volume 282 (No. 50): 36275-82). This pilot study worked to confirm the correct and valid anatomical placement of cells in the hippocampal hippocampus of the hippocampus and evaluated the survival of the transplanted cells over time. Targeting accuracy was achieved in all injected animals. Transplanted human cells were detected by IHC for HuNu and DCX at 2 weeks (data not shown) and 10 weeks after transplantation (FIGS. 5E, F). Grafted cells were evident in the hippocampal region of both ADs (FIG. 5E) and WT animals (FIG. 6F). Co-staining of HuNu labeled cells with DCX, a microtubule-associated phosphorylated protein that labels neuronal progenitors, indicates neurogenesis, suggesting that the transplanted cortical progenitor cells were in the early neuronal differentiation phase.
(実施例8)
(HK532−IGF−Iの投与は、ADマウスモデルにおいてin vivoでAβプラーク形成を低減する)
Aβ病理に対するin vivo HK532−IGF−I移植の全体的な効果を評価するために、5種のAβアイソフォーム(Aβ−37、38、39、40および42)に対するポリクローナル抗体を用いてマウスあたり複数の海馬および皮質切片で免疫染色を実施した。総免疫反応性領域の尺度および強度に基づいて、切片の蛍光画像を定量化した。予測されたように、結果は、媒体が注射されたAPP/PS1マウスにおける明確なAβプラーク形成および非tg動物には、Aβがないことを示す(図6A〜B、D〜E)。さらに、HK532−IGF−Iを用いて処理されたAPP/PS1マウスでは、媒体が注射されたAPP/PS1マウスと比較してAβレベルの大幅に有意な低減があった(P<0.0001;対応のないt検定)(図6B〜C、E〜G)。このデータは、HK532−IGF−Iが、Aβ誘導性損傷から神経組織を保護するように機能するだけではなく、Aβ沈着物を排除する、および/またはAβが蓄積しにくくすることによってAβの沈着を減弱したことを示す。
(Example 8)
(Administration of HK532-IGF-I reduces Aβ plaque formation in vivo in an AD mouse model)
In order to evaluate the overall effect of in vivo HK532-IGF-I transplantation on Aβ pathology, multiple antibodies per mouse were used with polyclonal antibodies against five Aβ isoforms (Aβ-37, 38, 39, 40 and 42). Immunostaining was performed on hippocampal and cortical sections. Based on the scale and intensity of the total immunoreactive area, the fluorescence images of the sections were quantified. As expected, the results show clear Aβ plaque formation in non-tg animals in APP / PS1 mice injected with vehicle and no Aβ (FIGS. 6A-B, D-E). Furthermore, APP / PS1 mice treated with HK532-IGF-I had a significantly significant reduction in Aβ levels compared to vehicle / injected APP / PS1 mice (P <0.0001; Unpaired t-test) (FIGS. 6B-C, EG). This data indicates that HK532-IGF-I not only functions to protect neural tissue from Aβ-induced damage, but also eliminates Aβ deposits and / or makes Aβ less likely to accumulate. Indicates that the
NSC処理マウスにおけるAβ低減の機序に関する洞察をより得るために、海馬および皮質におけるAβレベルの相違を別個に考慮した。Aβは、NSC処理マウスの皮質において大幅に低減された(P<0.0005;対応のないt検定)(図6H)。しかし、NSC処理マウスの海馬におけるAβの低減は、有意ではなかった(P=0.1061;対応のないt検定)(図6H)。 To gain more insight into the mechanism of Aβ reduction in NSC-treated mice, differences in Aβ levels in the hippocampus and cortex were considered separately. Aβ was significantly reduced in the cortex of NSC-treated mice (P <0.0005; unpaired t-test) (FIG. 6H). However, the reduction of Aβ in the hippocampus of NSC-treated mice was not significant (P = 0.1061; unpaired t-test) (FIG. 6H).
(実施例9)
(HK532−IGF−Iの投与は、ADマウスモデルにおいてin vivoでコリン作動性活性を増大する)
本発明者らのADモデルにおけるコリン作動性ニューロンの存在を評価し、これらのニューロンに対するHK532−IGF−I移植の効果を調べるために、各マウスに由来する線条体切片をChATに対する抗体を用いて免疫染色して、コリン作動性ニューロンを発現するChATの強いレベルを同定した(図7A〜D)。本発明者らは、各切片について線条体の全体を画像化し、各々のChAT陽性細胞の数をカウントした。細胞カウントは、APP/PS1マウスにおいて、WTと比較して線条体コリン作動性ニューロンの大幅な喪失を示した(P=0.0115;対応のないt検定)(図7E)。さらに、NSC処理APP/PS1マウスにおいて、媒体が注射されたADマウスと比較してコリン作動性ニューロンの数の大幅な増大があった(P=0.0366;対応のないt検定)(図7F)。これらの結果は、APP/PS1マウスにおけるHK532−IGF−I移植による線条体におけるコリン作動性機能のレスキューを示す。
Example 9
(Administration of HK532-IGF-I increases cholinergic activity in vivo in the AD mouse model)
To evaluate the presence of cholinergic neurons in our AD model and to examine the effects of HK532-IGF-I transplantation on these neurons, striatum sections from each mouse were used with antibodies to ChAT. And immunostained to identify strong levels of ChAT expressing cholinergic neurons (FIGS. 7A-D). We imaged the entire striatum for each section and counted the number of each ChAT positive cell. Cell counts showed a significant loss of striatal cholinergic neurons in APP / PS1 mice compared to WT (P = 0.115; unpaired t-test) (FIG. 7E). Furthermore, there was a significant increase in the number of cholinergic neurons in NSC-treated APP / PS1 mice compared to vehicle-injected AD mice (P = 0.0366; unpaired t-test) (FIG. 7F ). These results indicate a rescue of cholinergic function in the striatum by HK532-IGF-I transplantation in APP / PS1 mice.
(実施例10)
(HK532−IGF−Iの投与は、ADマウスモデルにおいてin vivoで前シナプス活性を増大する)
HK532−IGF−Iが、APP/PS1マウスにおいてシナプスの密度を増大するか否かを調べるために、すべての動物から得た海馬切片を、前シナプスマーカー、シナプトフィジンを用いて免疫染色した。HK532−IGF−Iが移植されたAPP/PS1マウスの海馬で、媒体が注射されたトランスジェニックマウスと比較して、蛍光強度において識別可能な増大が見られた(図8A〜F)。この増大された強度は、注射されていない、および偽処理された非tgマウスの両方において見られたレベルと同等であった。これらのデータは、HK532−IGF−I移植が、ADにおいてシナプスを修飾することによって記憶および認知をレスキューすることを示す。
(Example 10)
(Administration of HK532-IGF-I increases presynaptic activity in vivo in an AD mouse model)
To examine whether HK532-IGF-I increases the density of synapses in APP / PS1 mice, hippocampal sections obtained from all animals were immunostained using the presynaptic marker, synaptophysin. In the hippocampus of APP / PS1 mice transplanted with HK532-IGF-I, a discernable increase in fluorescence intensity was seen compared to transgenic mice injected with vehicle (FIGS. 8A-F). This increased intensity was comparable to the level seen in both uninjected and sham-treated non-tg mice. These data indicate that HK532-IGF-I transplant rescues memory and cognition by modifying synapses in AD.
HK532−IGF−I細胞が、内因性ニューロンを有するシナプスを形成していたか否かを調べるために、ヒトNuMAおよびマウスおよびヒト起源両方のシナプトフィジンについての同時染色を、HK532−IGF−I処理したマウスの海馬切片で実施した。NSCが局在していた多形層の領域において、相当なシナプトフィジン陽性染色が見られた(図8I)。さらに、シナプスマーカーは、NuMA染色された細胞に明確に隣接しており(図8G〜J)、ヒトNSC由来細胞が内因性ニューロンを有するシナプス形成し得ることを示唆する。 To examine whether HK532-IGF-I cells had formed synapses with endogenous neurons, co-staining for human NuMA and synaptophysin of both mouse and human origin was performed on mice treated with HK532-IGF-I. Of hippocampal slices. In the region of the polymorphic layer where NSCs were localized, considerable synaptophysin positive staining was seen (FIG. 8I). Furthermore, synaptic markers are clearly adjacent to NuMA stained cells (FIGS. 8G-J), suggesting that human NSC-derived cells can synapse with endogenous neurons.
(実施例11)
(脊髄におけるHK532.UbC−IGF1の生存および組込み)
脊髄における生存および組込みを実証するために、HK532.UbC−IGF1を、SOD1G93Aラット、筋萎縮性側索硬化症(ALS)の確立された動物モデルの頸髄中に移植した。各動物に、頸髄の前角(C4〜C6脊髄レベル)を標的化して合計1.8×105個の細胞を注射した。一時的なミコフェノール酸モフェチル(30mg/kg IP、グラフト後7日間)によって、および連続タクロリムス送達によって動物を免疫抑制した。動物は56日生存しており、その後、標準灌流−固定した。凍結免疫組織化学分析は、前角におけるヒト細胞移植片の存在および灰白質および白質中の広い分布を示す(図9a〜c)。
(Example 11)
(Survival and integration of HK532.UbC-IGF1 in the spinal cord)
To demonstrate survival and integration in the spinal cord, HK532. UbC-IGF1 was implanted into the cervical spinal cord of an established animal model of SOD1G93A rats, amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Each animal was injected with a total of 1.8 × 10 5 cells targeting the anterior horn of the cervical spinal cord (C4-C6 spinal level). Animals were immunosuppressed by transient mycophenolate mofetil (30 mg / kg IP, 7 days after grafting) and by continuous tacrolimus delivery. The animals were alive for 56 days and then standard perfusion-fixed. Cryoimmunohistochemical analysis shows the presence of human cell grafts in the anterior horn and broad distribution in gray matter and white matter (FIGS. 9a-c).
特に断りのない限り、本明細書および特許請求の範囲において使用される分子量、反応条件などといった成分、特性の量を表すすべての数は、用語「約」によって、すべての場合において修飾されていると理解されるべきである。したがって、反対に示されない限り、本明細書および添付の特許請求の範囲に示される数値パラメータは、本開示によって得られようとする所望の特性に応じて変わり得る近似である。少なくとも、特許請求の範囲の均等論の適用を制限する試みとしてではなく、各数値パラメータは、報告された有効桁の数字を考慮して、通常の丸め方を適用することによって少なくとも解釈されなくてはならない。 Unless otherwise indicated, all numbers representing amounts of components, properties such as molecular weight, reaction conditions, etc. used in the specification and claims are modified in all cases by the term “about”. Should be understood. Accordingly, unless indicated to the contrary, the numerical parameters set forth in the specification and appended claims are approximations that may vary depending upon the desired properties sought to be obtained by the present disclosure. At least not as an attempt to limit the application of the doctrine of claims, but each numerical parameter should be interpreted at least by applying the usual rounding method, taking into account the reported significant digits. Must not.
本開示の広い範囲を示す数的範囲およびパラメータは近似であるにもかかわらず、特定の実施例において示される数値は、できる限り正確に報告されている。しかし、任意の数値は、そのそれぞれの試験測定値において見られる標準偏差に必然的に起因する特定の誤差を本質的に含有する。 Although the numerical ranges and parameters representing the broad scope of this disclosure are approximate, the numerical values shown in the specific examples are reported as accurately as possible. Any numerical value, however, inherently contains certain errors necessarily resulting from the standard deviation found in their respective testing measurements.
用語「1つの(a)」、「1つの(an)」、「その(the)」および本開示を説明する文脈において(特に以下の特許請求の範囲の文脈において)使用される同様の指示対象は、本明細書において特に断りのない限り、または文脈によって明確に矛盾しない限り、単数形および複数形の両方を包含すると解釈されるべきである。本明細書における値の単位の記述は、単に、範囲内に入る別個の値に対して各々に個別に言及する簡潔に表現した方法として役立つよう意図される。本明細書において特に断りのない限り、各個々の値は、本明細書に個別に列挙されるように本明細書に組み込まれる。本明細書に記載されるすべての方法は、本明細書において特に断りのない限り、または文脈によって明確に矛盾しない限り、任意の適した順序で実施され得る。本明細書において提供される、ありとあらゆる実施例または例示的言語(例えば「など」)の使用は、単に、本開示をより明らかにするように意図されるものであって、別に特許請求される本開示の範囲に制限を課すものではない。本明細書における言語は、本開示を実施するために必要な任意の特許請求されていない要素を示すと解釈されてはならない。 The terms “a”, “an”, “the” and similar designations used in the context of describing the present disclosure (especially in the context of the following claims) Should be construed to include both the singular and the plural unless specifically stated otherwise or otherwise clearly contradicted by context. The description of unit of value herein is intended to serve merely as a concisely expressed way of referring individually to each distinct value falling within the range. Unless stated otherwise specifically in the specification, each individual value is incorporated herein as individually listed herein. All methods described herein can be performed in any suitable order unless otherwise indicated herein or otherwise clearly contradicted by context. The use of any and all examples or exemplary languages (e.g., "such as") provided herein is intended merely to further clarify the present disclosure and is not separately claimed. It does not impose limitations on the scope of disclosure. No language in the specification should be construed as indicating any non-claimed element required to implement the disclosure.
本明細書に開示される代替要素または本開示の実施形態の群化は、制限と解釈されてはならない。各群のメンバーは、個別に、または群のその他のメンバーもしくは本明細書に見られるその他の要素との任意の組合せで言及され、特許請求され得る。便宜性および/または特許性の理由で、群の1または複数のメンバーが、群に含まれ得る、または群から削除され得るということは予想される。任意のこのような組入れまたは削除が起こる場合には、本明細書は、添付の特許請求の範囲において使用されるすべてのマーカッシュ群の記載を満たす、このように修飾された群を含有するものとする。 Groupings of alternative elements disclosed herein or embodiments of the present disclosure should not be construed as limiting. Each group member may be referred to and claimed individually or in any combination with other members of the group or other elements found herein. It is anticipated that for convenience and / or patentability reasons, one or more members of a group may be included in or removed from the group. In the event of any such incorporation or deletion, this specification shall contain such modified groups that satisfy the description of all Markush groups used in the appended claims. To do.
本開示を実施するための本発明者らが知る最良の形態を含めた、本開示の特定の実施形態が本明細書に記載されている。もちろん、これらの記載された実施形態に関する変動は、前述の説明を読むと当業者に明らかとなる。本発明者らは、当業者にこのような変動を適宜使用することを期待し、本発明者らは、本明細書において具体的に記載されたものではなく本開示が実施されることを意図する。したがって、本開示は、適用法によって許可されるように、添付の特許請求の範囲に列挙された対象のすべての修飾および均等物を含む。さらに、本明細書において特に断りのない限り、または文脈によって別に明確に矛盾しない限り、そのすべての可能性ある変法における上記の要素の任意の組合せが、本開示によって包含される。 Specific embodiments of this disclosure are described herein, including the best mode known to the inventors for carrying out the disclosure. Of course, variations on these described embodiments will become apparent to those of ordinary skill in the art upon reading the foregoing description. The inventors expect those skilled in the art to use such variations as appropriate, and the inventors intend that the present disclosure may be practiced rather than as specifically described herein. To do. Accordingly, this disclosure includes all modifications and equivalents of the subject matter recited in the claims appended hereto as permitted by applicable law. Moreover, any combination of the above-described elements in all possible variations thereof is encompassed by the disclosure unless otherwise indicated herein or otherwise clearly contradicted by context.
本明細書に開示される特定の実施形態は、言語からなる、または言語から本質的になることを使用して、特許請求の範囲においてさらに制限され得る。特許請求の範囲において使用される場合には、出願されるか、補正につき追加されるかにかかわらず、移行句「からなる」は、特許請求の範囲に明記されない任意の要素、ステップまたは成分を排除する。移行句「から本質的になる」は、特許請求の範囲を特定の材料またはステップならびに基本的および新規特徴(複数可)に大きく影響しないものに制限する。そのように特許請求される本開示の実施形態は、本明細書において本質的にまたは明確に記載され、可能にされる。 Particular embodiments disclosed herein may be further limited in the claims using language or consisting essentially of language. When used in the claims, the transitional phrase “consisting of” includes any element, step or ingredient not specified in the claims, whether filed or added for amendment. Exclude. The transitional phrase “consisting essentially of” limits the scope of the claims to those that do not significantly affect the particular material or step and basic and novel feature (s). Embodiments of the present disclosure so claimed are essentially or explicitly described and enabled herein.
本明細書に開示される本開示の実施形態は、本開示の原則の例示であるということは理解されなくてはならない。使用され得るその他の修飾は、本開示の範囲内にある。したがって、例として、制限ではなく、本開示の代替配置が、本明細書における技術に従って利用され得る。したがって、本開示は、示され、記載されるようなものに正確に制限されない。 It should be understood that the embodiments of the present disclosure disclosed herein are illustrative of the principles of the present disclosure. Other modifications that may be used are within the scope of this disclosure. Thus, by way of example, and not limitation, alternative arrangements of the present disclosure can be utilized in accordance with the techniques herein. Accordingly, the present disclosure is not limited to that precisely as shown and described.
本開示を、種々の特定の材料、手順および実施例を参照して本明細書において記載し、例示したが、本開示は、その目的のために選択される材料および手順の特定の組合せに制限されないということは理解される。このような詳細の多数の変法は、当業者に理解されるように暗示され得る。本明細書および実施例は、単に例示として考えられるように意図され、本開示の真の範囲および趣旨は、以下の特許請求の範囲によって示される。本願において言及されたすべての参考文献、特許および特許明細書は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。 Although the present disclosure has been described and illustrated herein with reference to various specific materials, procedures and examples, the present disclosure is limited to the specific combinations of materials and procedures selected for that purpose. It is understood that it is not done. Many variations of such details may be implied as will be appreciated by those skilled in the art. It is intended that the specification and examples be considered as exemplary only, with a true scope and spirit of the disclosure being indicated by the following claims. All references, patents and patent specifications mentioned in this application are hereby incorporated by reference in their entirety.
本開示は、対象の記憶および/または認知を修復するための方法であって、対象の脳の1または複数の領域に、治療有効量の、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む1または複数のヒト神経幹細胞を投与することを含む、方法を提供する。
特定の実施形態では、例えば以下が提供される:
(項目1)
インスリン様成長因子1(IGF−1)をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む安定なヒト神経幹細胞。
(項目2)
IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含まない神経幹細胞と比較して、有意に増大した数のGAD65陽性GABA作動性ニューロンに分化可能である、項目1に記載のヒト神経幹細胞。
(項目3)
成長因子をコードする外因性ポリヌクレオチドを含むヒト神経幹細胞。
(項目4)
前記成長因子が、インスリン様成長因子1(IGF−1)、グリア細胞株由来神経栄養因子(GDNF)、脳由来神経栄養因子(BDNF)、ニューロトロフィン−3(NT−3)および血管内皮細胞成長因子(VEGF)からなる群から選択される神経栄養因子である、項目3に記載のヒト神経幹細胞。
(項目5)
IGF−1がIGF−1アイソフォームである、項目4に記載のヒト神経幹細胞。
(項目6)
前記IGF−1アイソフォームがIGF−1アイソフォーム4である、項目5に記載のヒト神経幹細胞。
(項目7)
前記IGF−1アイソフォーム4が、配列番号1に示されるヌクレオチド配列を含む、項目4に記載のヒト神経幹細胞。
(項目8)
皮質、海馬、視床、中脳、小脳、後脳、脊髄および後根神経節からなる群から選択される組織に由来する、項目3に記載のヒト神経幹細胞。
(項目9)
胎児または胚から得られる、項目3に記載のヒト神経幹細胞。
(項目10)
胎齢が約5〜約20週である胎児から得られる、項目9に記載のヒト神経幹細胞。
(項目11)
前記成長因子をコードする前記外因性ポリヌクレオチドが、ユビキチンC(UbC)プロモーター、ヒトホスホグリセリン酸キナーゼ1プロモーター、ヒトシナプシンプロモーターまたは合成CAGプロモーターと作動可能に連結している、項目3に記載のヒト神経幹細胞。
(項目12)
インスリン様成長因子1(IGF−1)をコードする外因性ポリヌクレオチドを含むヒト神経幹細胞であって、IGF−1が配列番号1に示されるヌクレオチド配列を含み、前記IGF−1ヌクレオチド配列が安定に発現される、ヒト神経幹細胞。
(項目13)
神経変性性疾患または障害の治療のための方法であって、対象に、治療有効量の、成長因子をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む1または複数のヒト神経幹細胞を投与することを含み、前記成長因子が安定に発現される、方法。
(項目14)
前記成長因子が、インスリン様成長因子1(IGF−1)、グリア細胞株由来神経栄養因子(GDNF)、脳由来神経栄養因子(BDNF)、ニューロトロフィン−3(NT−3)および血管内皮細胞成長因子(VEGF)からなる群から選択される神経栄養因子である、項目13に記載の方法。
(項目15)
IGF−1がIGF−1アイソフォームである、項目14に記載の方法。
(項目16)
前記IGF−1アイソフォームがIGF−1アイソフォーム4である、項目15に記載の方法。
(項目17)
前記IGF−1アイソフォーム4が、配列番号1に示されるヌクレオチド配列を含む、項目16に記載の方法。
(項目18)
前記神経変性性疾患または障害が、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、脊髄損傷(SCI)、外傷性脳傷害(TBI)、アルツハイマー病(AD)、認知症、軽度認知障害、糖尿病、糖尿病関連CNS合併症、末梢神経障害、レチナール神経障害または多発性硬化症である、項目13に記載の方法。
(項目19)
前記脊髄損傷が、外傷性脊髄損傷または虚血性脊髄損傷である、項目18に記載の方法。
(項目20)
対象の脳におけるアミロイドベータ(Aβ)沈着を低減する、対象の脳におけるAβ沈着物を排除する、または対象の脳におけるAβ蓄積を防ぐ方法であって、前記対象の脳の1または複数の領域に、治療有効量の、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む1または複数のヒト神経幹細胞を投与することを含む、方法。
(項目21)
前記脳の前記1または複数の領域が、海馬および/または皮質を含む、項目20に記載の方法。
(項目22)
対象の脳においてコリン作動性ニューロンの数を増大させる方法であって、前記対象の脳の1または複数の領域に、治療有効量の、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む1または複数のヒト神経幹細胞を投与することを含む、方法。
(項目23)
前記脳の前記1または複数の領域が、海馬および/または皮質を含む、項目22に記載の方法。
(項目24)
対象の脳においてシナプスを修復する方法であって、前記対象の脳の1または複数の領域に、治療有効量の、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む1または複数のヒト神経幹細胞を投与することを含む、方法。
(項目25)
対象の記憶および/または認知を修復するための方法であって、対象の脳の1または複数の領域に、治療有効量の、IGF−1をコードする外因性ポリヌクレオチドを含む1または複数のヒト神経幹細胞を投与することを含む、方法。
The present disclosure is a method for restoring memory and / or cognition in a subject comprising a therapeutically effective amount of an exogenous polynucleotide encoding IGF-1 in one or more regions of the subject's brain 1 Or a method comprising administering a plurality of human neural stem cells.
In certain embodiments, for example, the following are provided:
(Item 1)
A stable human neural stem cell comprising an exogenous polynucleotide encoding insulin-like growth factor 1 (IGF-1).
(Item 2)
2. The human neural stem cell of item 1, wherein the human neural stem cell is capable of differentiating into a significantly increased number of GAD65-positive GABAergic neurons as compared to neural stem cells that do not contain an exogenous polynucleotide encoding IGF-1.
(Item 3)
A human neural stem cell comprising an exogenous polynucleotide encoding a growth factor.
(Item 4)
The growth factors include insulin-like growth factor 1 (IGF-1), glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF), brain-derived neurotrophic factor (BDNF), neurotrophin-3 (NT-3) and vascular endothelial cells Item 4. The human neural stem cell according to Item 3, which is a neurotrophic factor selected from the group consisting of growth factors (VEGF).
(Item 5)
Item 5. The human neural stem cell according to item 4, wherein IGF-1 is an IGF-1 isoform.
(Item 6)
Item 6. The human neural stem cell according to Item 5, wherein the IGF-1 isoform is IGF-1 isoform 4.
(Item 7)
Item 5. The human neural stem cell according to Item 4, wherein the IGF-1 isoform 4 comprises the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1.
(Item 8)
Item 4. The human neural stem cell according to Item 3, derived from a tissue selected from the group consisting of cortex, hippocampus, thalamus, midbrain, cerebellum, hindbrain, spinal cord and dorsal root ganglion.
(Item 9)
4. The human neural stem cell according to item 3, obtained from a fetus or an embryo.
(Item 10)
10. The human neural stem cell according to item 9, obtained from a fetus having a fetal age of about 5 to about 20 weeks.
(Item 11)
Item 4. The exogenous polynucleotide encoding the growth factor is operably linked to a ubiquitin C (UbC) promoter, a human phosphoglycerate kinase 1 promoter, a human synapsin promoter, or a synthetic CAG promoter. Human neural stem cell.
(Item 12)
A human neural stem cell comprising an exogenous polynucleotide encoding insulin-like growth factor 1 (IGF-1), wherein IGF-1 comprises the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1, and the IGF-1 nucleotide sequence is stable Human neural stem cells that are expressed.
(Item 13)
A method for the treatment of a neurodegenerative disease or disorder comprising administering to a subject one or more human neural stem cells comprising a therapeutically effective amount of an exogenous polynucleotide encoding a growth factor, A method wherein the growth factor is stably expressed.
(Item 14)
The growth factors include insulin-like growth factor 1 (IGF-1), glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF), brain-derived neurotrophic factor (BDNF), neurotrophin-3 (NT-3) and vascular endothelial cells 14. The method of item 13, which is a neurotrophic factor selected from the group consisting of growth factors (VEGF).
(Item 15)
15. A method according to item 14, wherein IGF-1 is an IGF-1 isoform.
(Item 16)
16. The method according to item 15, wherein the IGF-1 isoform is IGF-1 isoform 4.
(Item 17)
The method according to item 16, wherein the IGF-1 isoform 4 comprises the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1.
(Item 18)
The neurodegenerative disease or disorder is amyotrophic lateral sclerosis (ALS), spinal cord injury (SCI), traumatic brain injury (TBI), Alzheimer's disease (AD), dementia, mild cognitive impairment, diabetes, diabetes 14. The method of item 13, wherein the method is a related CNS complication, peripheral neuropathy, retinal neuropathy or multiple sclerosis.
(Item 19)
19. A method according to item 18, wherein the spinal cord injury is traumatic spinal cord injury or ischemic spinal cord injury.
(Item 20)
A method of reducing amyloid beta (Aβ) deposition in a subject's brain, eliminating Aβ deposits in a subject's brain, or preventing Aβ accumulation in a subject's brain, wherein the method comprises: Administering a therapeutically effective amount of one or more human neural stem cells comprising an exogenous polynucleotide encoding IGF-1.
(Item 21)
21. The method of item 20, wherein the one or more regions of the brain comprise the hippocampus and / or cortex.
(Item 22)
A method of increasing the number of cholinergic neurons in a subject's brain, comprising one or more exogenous polynucleotides encoding IGF-1 in one or more regions of said subject's brain Administering a human neural stem cell.
(Item 23)
24. The method of item 22, wherein the one or more regions of the brain comprise the hippocampus and / or cortex.
(Item 24)
A method of repairing synapses in a brain of a subject, wherein one or more human neural stem cells comprising a therapeutically effective amount of an exogenous polynucleotide encoding IGF-1 in one or more regions of the subject's brain. Administering.
(Item 25)
A method for restoring memory and / or cognition of a subject comprising one or more humans comprising a therapeutically effective amount of an exogenous polynucleotide encoding IGF-1 in one or more regions of the subject's brain Administering a neural stem cell.
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